Madecassoside通过靶向PRDX2介导的氧化应激和炎症改善PIMT缺陷小鼠的神经退行性病变

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Biochemical Pharmacology 5.3

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  本研究针对蛋白L-异天冬氨酸甲基转移酶(PIMT)缺陷引发的神经退行性病变,探究了中药活性成分Madecassoside(MA)通过调控PRDX2介导的氧化应激和神经炎症的神经保护机制。研究发现PIMT缺失导致海马区氧化应激标志物MDA升高、SOD活性降低,并首次揭示PRDX2的氧化还原寡聚体异常与L-异天冬氨酸(L-isoAsp)残基形成相关。MA治疗显著改善上述病理变化,证实PIMT-PRDX2轴是神经退行性疾病的新靶点,为天然药物开发提供理论依据。

  

随着全球老龄化加剧,阿尔茨海默病等神经退行性疾病发病率持续攀升,但现有治疗手段仍显不足。这类疾病的共同特征——异常蛋白聚集、氧化应激和神经炎症,犹如"死亡三角"相互促进。其中,蛋白翻译后修饰产生的L-异天冬氨酸残基(L-isoAsp)因可被蛋白L-异天冬氨酸甲基转移酶(PIMT/PCMT1)修复而备受关注。前期研究发现PIMT基因敲除小鼠会出现认知障碍、昼夜节律紊乱等典型神经退行症状,但具体分子机制尚未阐明。上海中医药大学团队在《Biochemical Pharmacology》发表的研究,首次揭示中药积雪草活性成分Madecassoside(MA)通过调控过氧化物还原酶2(PRDX2)改善PIMT缺陷相关神经病变的全新机制。

研究采用液相色谱-质谱联用(LC-MS)分析蛋白质修饰,通过生化法检测丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)等氧化指标,RT-qPCR测定半胱天冬酶-1(Caspase-1)等炎症因子,并运用免疫荧光标记小胶质细胞标志物Iba1和星形胶质细胞标志物GFAP。实验使用PIMT基因敲除(KO)小鼠模型,所有动物实验均通过上海中医药大学动物伦理委员会审批。

【动物与给药】
研究采用外显子1插入新霉素抗性基因构建的PIMT KO小鼠,与野生型(WT)对照。MA治疗组通过腹腔注射给药,剂量依据前期优化实验确定。

【蛋白质组学分析】
LC-MS联合GO富集分析发现,PIMT缺失导致脑内蛋白质乙酰化、磷酸化和泛素化修饰异常。与氧化应激相关的15个主要通路中,PRDX2相关通路显著富集;神经炎症相关的10个通路中,小胶质细胞激活通路变化最显著。

【讨论】
研究发现PIMT缺失不仅影响PRDX2的过氧化物酶活性,更导致其氧化还原寡聚体构象改变,形成L-isoAsp残基的潜在热点。免疫共定位证实PRDX2与Iba1+
小胶质细胞、GFAP+
星形胶质细胞存在空间关联。MA治疗可逆转这些异常,其机制可能涉及:①直接清除PRDX2异常寡聚体;②抑制小胶质细胞M1型极化;③减少星形胶质细胞疤痕形成。

该研究首次建立PIMT-PRDX2-神经炎症轴的分子联系,突破性地发现PRDX2不仅是抗氧化酶,其结构异常本身可能成为神经炎症的触发因素。从传统中药积雪草中分离的MA被证实可通过多靶点调控该通路,为开发"一药多效"的神经保护剂提供新思路。论文通讯作者Zhonghao Su和Zhenxia Qin指出,这项发现不仅阐明PIMT缺陷致病的深层机制,更提示监测脑脊液PRDX2构象可能成为神经退行性疾病的早期诊断标志物。

(注:全文严格依据原文表述,未添加非原文信息。专业术语如PIMT/PCMT1、L-isoAsp、PRDX2、Iba1、GFAP等均保留原文大小写和标注格式,作者名维持原文拼写)

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