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四羟基二苯乙烯葡萄糖苷通过调控神经炎症与BDNF信号通路改善ADHD症状:生物信息学分析与实验验证
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月19日 来源:Clinical Traditional Medicine and Pharmacology
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为解决ADHD现有药物治疗副作用显著且机制单一的问题,南京大学研究人员开展四羟基二苯乙烯葡萄糖苷(TSG)调控神经炎症与BDNF/PI3K-AKT通路的多靶点干预研究。通过生物信息学预测结合SHR大鼠模型实验,证实TSG可显著改善ADHD核心症状,其机制涉及抑制IL-1β/IL-6表达、上调BDNF/TrkB及PIK3CG/AKT1信号。该研究为ADHD的天然药物开发提供新策略。
注意力缺陷多动障碍(ADHD)作为一种常见的神经发育性疾病,全球儿童患病率高达7.2%,其核心症状包括注意力不集中、冲动行为和过度活跃。目前临床主要依赖哌甲酯等兴奋剂治疗,但长期使用可能导致食欲减退、睡眠障碍等副作用,甚至引发药物依赖。近年研究发现,神经炎症与神经营养因子失衡在ADHD发病中起关键作用——促炎细胞因子如IL-6、TNF-α可破坏血脑屏障完整性,而脑源性神经营养因子(BDNF)通过激活TrkB受体调控PI3K/AKT等通路影响多巴胺能系统功能。如何通过多靶点干预同时改善神经炎症与神经营养失调,成为ADHD治疗的新突破口。
南京大学的研究团队将目光投向传统中药何首乌的主要活性成分——四羟基二苯乙烯葡萄糖苷(TSG)。既往研究表明,TSG在阿尔茨海默病模型中表现出显著的抗炎和神经保护作用,但其对ADHD的干预效果尚未明确。为此,研究人员采用"干湿结合"的研究策略:先通过网络药理学预测TSG作用靶点,再以自发高血压大鼠(SHR)——一种表现ADHD核心症状的经典动物模型开展实验验证。
研究团队运用了四项关键技术:1)网络药理学结合分子对接技术筛选TSG-ADHD共同靶点;2)行为学测试(开放场实验和Morris水迷宫)评估SHR大鼠症状改善;3)qRT-PCR和Western blot检测前额叶皮层、纹状体和海马组织中炎症因子及BDNF通路相关分子表达;4)免疫组化分析TrkB+和BDNF+微胶质细胞活化情况。
3.1. 网络药理学揭示TSG多通路作用机制
通过SwissTargetPrediction等数据库筛选出206个TSG潜在靶点与3,206个ADHD相关靶点,交集110个核心靶点中AKT1、BDNF和SOS1等位居核心。KEGG富集分析显示PI3K-AKT信号通路显著富集,分子 docking证实TSG与AKT1(结合能-9.187 kcal/mol)等靶点具有强结合活性。
3.3. 行为学验证TSG疗效
与正常WKY大鼠相比,SHR模型组在开放场实验中运动总距离增加47%(P<0.01),显示典型多动症状;Morris水迷宫测试中目标象限停留时间缩短35%(P<0.05),提示空间记忆受损。经TSG高剂量(80 mg/kg)干预后,上述指标分别改善至接近正常水平,效果与阳性药托莫西汀相当。
3.4. TSG调控神经炎症与神经营养系统
在分子层面,SHR前额叶皮层中IL-1β mRNA表达升高2.49倍(P<0.01),而TSG治疗组显著降低至1.5倍。同时,TSG以剂量依赖性方式上调BDNF mRNA(高剂量组增加2.1倍)及其受体TrkB蛋白表达,并激活下游PI3K/AKT通路关键分子如PIK3CG(编码激酶P110 beta)和适配蛋白GAB1。
3.8. 区域特异性DHA调控
研究发现SHR前额叶皮层二十二碳六烯酸(DHA)水平降低42%,而纹状体和海马区却异常升高。TSG治疗呈现"双向调节"作用:在前者提升DHA含量(+35%),在后者降低过度积累(-28%),这种区域特异性调控可能与不同脑区炎症状态差异相关。
这项研究首次系统阐释了TSG通过"抗炎-神经营养"双途径改善ADHD的机制:一方面抑制IL-1β/IL-6等促炎因子释放,另一方面激活BDNF/TrkB-PI3K/AKT信号轴,进而调控多巴胺能神经元功能。特别值得注意的是,TSG对DHA代谢的脑区特异性调控,为解释ADHD患者ω-3脂肪酸补充疗效差异提供了新视角。相较于传统单胺类药物治疗,TSG展现多靶点、低毒性的天然药物优势,但其临床转化仍需解决个体差异大、长期安全性未知等局限。未来研究可结合类器官模型和单细胞测序技术,进一步解析TSG在发育不同阶段对神经环路的精准调控机制。
该成果发表于《Clinical Traditional Medicine and Pharmacology》,不仅为ADHD治疗提供潜在新选择,也为其他神经精神疾病的天然药物研发提供了"网络预测-实验验证"的研究范式。从传统中药活性成分到现代疾病治疗的转化探索,彰显了中西医结合研究的巨大潜力。
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