橙皮苷与CK2抑制剂DRB通过调控淀粉样通路和凋亡机制对Aβ1-42诱导的神经毒性具有协同神经保护作用

【字体: 时间:2025年05月31日 来源:Molecular Neurobiology 4.6

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  为解决阿尔茨海默病(AD)缺乏有效治疗手段的问题,土耳其埃尔吉耶斯大学的研究团队通过建立SH-SY5Y细胞分化模型,首次对比评估了柑橘类黄酮橙皮苷(Hesperidin)与CK2抑制剂DRB对Aβ1-42诱导的神经毒性的干预效果。研究发现两者均能通过抑制β-分泌酶(BACE1)、激活α-分泌酶(ADAM10)减少Aβ生成,并下调磷酸化Tau(T181)和凋亡相关蛋白表达,为AD靶向治疗提供了新思路。成果发表于《Molecular Neurobiology》。

  

阿尔茨海默病(AD)作为最常见的神经退行性疾病,全球每3秒就新增1例患者,其典型病理特征包括β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积形成的老年斑、tau蛋白过度磷酸化导致的神经纤维缠结,以及神经元凋亡。尽管已有部分对症治疗药物,但能逆转疾病进程的疗法仍属空白。更棘手的是,关键致病机制尚未完全阐明——比如蛋白激酶CK2在AD中扮演着"双面角色":既有研究显示它可能促进tau病理,也有证据表明其能抑制Aβ产生。与此同时,天然化合物橙皮苷虽在动物模型中展现神经保护潜力,但其作用机制特别是与CK2通路的关联仍是未解之谜。

为破解这些科学难题,土耳其埃尔吉耶斯大学联合哈斯特帕大学的研究团队在《Molecular Neurobiology》发表了一项突破性研究。他们创新性地将人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞分化为胆碱能神经元样细胞,构建了Aβ1-42诱导的AD体外模型,首次系统比较了CK2特异性抑制剂DRB与橙皮苷的神经保护机制。这项研究不仅揭示了CK2在AD病理中的关键作用,更为开发多靶点抗AD药物提供了实验依据。

研究团队运用了三大关键技术:通过全反式维甲酸(RA)和脑源性神经营养因子(BDNF)序贯诱导实现SH-SY5Y细胞向胆碱能神经元分化;采用MTT法评估细胞活力和药物毒性;结合RT-qPCR和ELISA技术检测AD相关标志物基因表达及蛋白水平。

Morphological Changes and Neurite Analysis in SH-SY5Y Cell Differentiation
通过5天RA+2天BDNF的序贯诱导,细胞形态发生显著改变:神经突长度从对照组的23.4μm增至48.6μm(p<0.001),同时神经元标志物MAP2和NeuN基因表达分别提升3.2倍和2.8倍,胆碱能特征标记物AChE增加2.1倍,成功建立具有成熟神经元特性的细胞模型。

Effects of Hesperidin and DRB on Cell Viability in d-SH-SY5Y Cells
剂量实验显示,橙皮苷在200μM浓度下仍保持83%细胞存活率,而DRB的IC50值在24小时为11.83μM。针对20μM Aβ1-42建立的AD模型,25-50μM橙皮苷预处理使细胞存活率从76.4%恢复至89.2%(p<0.005),但DRB仅表现出轻微保护趋势。

Pre-Treatment with Hesperidin and DRB Affected Alzheimer's Markers
在分子机制层面,两种化合物均展现出显著调控作用:

  • 淀粉样通路:橙皮苷(50μM)使ADAM10(α-分泌酶)表达提升2倍,同时将BACE1(β-分泌酶)表达降低1.8倍(p<0.005);DRB(0.5μM)产生相似效果
  • 病理蛋白:两者均使Aβ1-42水平下降42-47%(p<0.01),磷酸化Tau(T181)减少35-38%(p<0.05)

Pre-Treatment with Hesperidin and DRB Decreased CK2 Gene Expression
关键发现显示,Aβ1-42使CK2α基因表达上调2.1倍(p<0.01),而0.5μM DRB可将其降低46%(p<0.01),但橙皮苷对CK2表达无显著影响,提示二者作用机制存在差异。

Pre-Treatment with Hesperidin and DRB Decreased Apoptosis
在凋亡调控方面,橙皮苷(50μM)使促凋亡蛋白Bax下降31%,抗凋亡蛋白Bcl-2增加28%,将Bax/Bcl-2比值从2.4降至1.3(p<0.01);DRB(0.25μM)也显著改善该比值(p<0.05)。

这项研究首次揭示:CK2抑制剂DRB通过直接抑制CK2α表达发挥神经保护作用,而橙皮苷则通过独立于CK2的通路——可能是其已知的抗氧化和抗炎特性——实现相似效果。二者共同特点是能协同调控淀粉样蛋白生成通路(抑制BACE1/激活ADAM10)和凋亡信号,这为开发针对AD多重病理机制的"鸡尾酒疗法"提供了理论支持。特别值得注意的是,橙皮苷作为天然化合物展现出的低毒性和多靶点效应,使其成为极具临床转化潜力的候选药物。

研究的局限性在于尚未阐明橙皮苷作用的具体分子靶点,且体外模型不能完全模拟AD复杂的微环境。Hamiyet Eciroglu-Sarban等研究者建议,未来应结合转基因动物模型进一步验证这些发现,并探索DRB结构优化以降低其细胞毒性的可能性。这项成果不仅为AD治疗提供了新的靶点选择策略,更开创了天然化合物与蛋白激酶抑制剂联合研究的新范式。

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