基于蛋白质组学的丹参通过PINK1/Parkin通路治疗帕金森病的机制研究

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Ethnopharmacology 4.8

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  本研究针对传统中药丹参治疗帕金森病(PD)的机制不明问题,通过建立鱼藤酮诱导的PD细胞和动物模型,结合蛋白质组学、分子对接及分子生物学技术,首次揭示丹参提取物(SME)通过激活PINK1/Parkin通路促进线粒体自噬(mitophagy),改善多巴胺能神经元退行性变的分子机制,为中医药治疗神经退行性疾病提供了科学依据。

  

帕金森病(PD)作为全球第二大神经退行性疾病,其核心病理特征是中脑黑质多巴胺能神经元的进行性丢失,导致运动功能障碍。尽管现有治疗手段如左旋多巴能缓解症状,但无法阻止疾病进展。更棘手的是,PD发病机制复杂,涉及线粒体功能障碍、氧化应激等多重因素,其中线粒体质量控制系统——特别是PINK1(PTEN-induced putative kinase 1)/Parkin通路介导的线粒体自噬(mitophagy)异常,被认为是关键环节。与此同时,传统中药丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge)在古籍《神农本草经》中早有治疗"颤证"(症状类似PD)的记载,现代复方如养血清脑汤也沿用其治疗PD相关症状,但科学机制始终未能阐明。

针对这一传统医学经验与现代科学认知间的鸿沟,浙江大学医学院等机构的研究人员开展了一项突破性研究。通过建立鱼藤酮(rotenone)诱导的PC12细胞模型和SD大鼠PD模型,结合高通量蛋白质组学、透射电镜(TEM)和分子生物学技术,首次系统揭示了丹参提取物(SME)通过调控PINK1/Parkin通路促进线粒体自噬的具体机制。该研究成果发表在《Journal of Ethnopharmacology》上,为中医药现代化研究提供了范式。

研究主要采用四大关键技术:1) 建立鱼藤酮诱导的PD细胞模型(PC12细胞)和动物模型(SD大鼠),通过CCK-8检测细胞活力和转棒测试评估运动功能;2) 运用TMT标记的定量蛋白质组学技术筛选SME作用靶点;3) 通过分子对接模拟SME活性成分与PINK1/Parkin通路关键蛋白的相互作用;4) 采用Western blotting、免疫荧光和透射电镜多维度验证线粒体自噬激活。

【Effect of SME on rotenone-induced cytotoxicity】
研究发现15 nM鱼藤酮即可显著降低PC12细胞活力(IC50
=250 nM),而SME预处理能剂量依赖性地逆转这种毒性。TMRE染色显示SME恢复线粒体膜电位,DCFH-DA检测证实其降低活性氧(ROS)水平,提示SME通过保护线粒体功能抵抗鱼藤酮毒性。

【Proteomic analysis reveals activation of PINK1/Parkin pathway】
TMT蛋白质组学鉴定出267个差异表达蛋白,KEGG分析显示PINK1/Parkin通路显著富集。分子对接证实丹参活性成分丹酚酸B与PINK1蛋白结合能达-8.5 kcal/mol,优于阳性对照。

【SME induces mitophagy through PINK1/Parkin pathway】
Western blotting显示SME处理组PINK1表达增加3.2倍,Parkin线粒体转位提高2.7倍。透射电镜直接观察到SME组出现典型双膜结构自噬体,LC3-II/LC3-I比值上升4.1倍,证实线粒体自噬激活。

【Discussion and conclusion】
该研究首次从现代科学角度阐释了丹参治疗PD的分子机制:通过激活PINK1/Parkin通路促进受损线粒体的选择性清除,从而保护多巴胺能神经元。这一发现不仅为古籍记载的"丹参治颤"提供了分子水平解释,更重要的是揭示了传统中药多成分、多靶点作用的特点——SME既能直接清除ROS,又能增强细胞"线粒体质量控制"能力。研究建立的"经典方剂-蛋白质组学-分子机制"研究模式,为其他中药复方的现代化研究提供了重要参考。

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