四水合过硼酸钠通过调控线粒体功能与DNA修复通路抑制parthanatos的神经保护机制研究

本研究针对神经退行性疾病中PARP-1过度激活引发的parthanatos（一种caspase非依赖性程序性细胞死亡）机制展开探索。团队通过LC-MS/MS蛋白质组学分析MNNG诱导的SH-SY5Y神经元细胞模型，首次揭示MT-CO2、CYC1等帕金森/亨廷顿病相关蛋白的异常表达，并发现四水合过硼酸钠（SPT）能显著抑制PARP-1活化、减少DNA碎片化。该研究为硼化合物调控神经元存活通路提供了新证据，对开发神经退行性疾病靶向治疗具有重要价值。

　　

神经退行性疾病如同潜伏的"记忆窃贼"，正成为全球公共卫生的重大挑战。其中，parthanatos（一种由PARP-1过度活化触发的特殊细胞死亡方式）因其与阿尔茨海默病、帕金森病的密切关联而备受关注。这种独特的死亡机制会引发NAD⁺耗竭、线粒体功能崩溃，最终导致神经元不可逆损伤。尽管科学家已认识到parthanatos的重要性，但其分子调控网络仍如未解拼图，特别是无机硼化合物能否干预这一过程更是未知领域。

为解开这些谜团，科贾埃利大学的研究团队在《Journal of Inorganic Biochemistry》发表了一项开创性研究。他们采用MNNG诱导的人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞模型，通过蛋白质组学技术首次绘制了parthanatos的分子图谱，并验证了四水合过硼酸钠（SPT）的神经保护作用。研究发现这种含硼无机物能显著改善细胞存活率，其机制与调控线粒体呼吸链复合体、DNA修复通路密切相关。

研究主要运用三大关键技术：1）LC-MS/MS（液相色谱-串联质谱）蛋白质组学分析揭示差异表达蛋白；2）MTT法和流式细胞术评估细胞活力与死亡模式；3）免疫印迹和彗星实验检测PARP-1活化和DNA损伤程度。所有实验均采用经视黄酸分化的SH-SY5Y神经元样细胞，确保模型可靠性。

【Cell culture, differentiation, and maintenance】
研究团队通过视黄酸梯度诱导将SH-SY5Y细胞分化为成熟神经元表型，并优化培养条件。分化成功的细胞表现出典型神经元形态，为后续实验奠定基础。

【Induction of parthanatos in SH-SY5Y cells by MNNG】
MNNG处理引发剂量依赖性细胞死亡，1μM浓度即可显著降低活力。时间梯度实验显示4小时处理能稳定诱导parthanatos特征，包括PARP-1切割片段增加和核内AIF（凋亡诱导因子）聚集。

【Discussion】
蛋白质组数据揭示线粒体电子传递链关键组分MT-CO2（细胞色素C氧化酶亚基2）和CYC1（细胞色素C1）显著下调，这与帕金森病患者的脑组织变化高度一致。SPT预处理不仅逆转这些蛋白异常，还抑制了促炎因子释放，提示硼元素可能通过稳定线粒体膜电位发挥保护作用。

【Conclusion】
该研究首次系统阐释了parthanatos进程中翻译调控、DNA修复与能量代谢的分子级联反应。特别值得注意的是，SPT对POLR2L（RNA聚合酶Ⅱ亚基）和SLC25A5（线粒体ADP/ATP转运体）的调节作用，为理解硼化合物干预神经退行进程提供了新视角。这些发现不仅丰富了金属元素-生物分子互作理论，更为开发基于硼化学的神经保护剂奠定了实验基础。

这项研究的突破性在于：一方面通过高通量技术揭示了parthanatos的特异性生物标志物；另一方面证实了廉价易得的无机硼化合物具有多重神经保护效应。未来研究可进一步探索SPT在动物模型中的血脑屏障穿透性及其对α-突触核蛋白聚集的影响，为临床转化提供更充分依据。