远志皂苷元通过Keap1/Nrf2与PINK1/Parkin通路调控氧化应激及线粒体损伤改善失眠的分子机制

《Molecular Neurobiology》：Mechanisms of Senegenin in Regulating Oxidative Stress and Mitochondria Damage for Neuroprotection in Insomnia: Evidence from In Vivo and In Vitro Models

本研究针对失眠治疗依赖性强、副作用大的临床困境，通过体内外模型探索传统中药远志活性成分Senegenin的神经保护机制。发现Senegenin通过激活Keap1/Nrf2抗氧化通路（上调Nrf2/NQO1/HO-1）并调控PINK1/Parkin介导的线粒体自噬（降低LC3II/I、提升p62），显著改善失眠大鼠的睡眠结构（延长NREM/REM期）及认知行为，为开发非依赖性失眠疗法提供新靶点。

　　

论文解读

失眠作为全球高发的睡眠障碍，不仅降低生活质量，更是诱发心血管疾病和神经退行性病变的危险因素。当前主流疗法如苯二氮?类药物存在依赖性风险，而认知行为疗法（CBT-I）资源却十分有限。传统中药远志（Polygala tenuifolia）在失眠治疗中历史悠久，其活性成分远志皂苷元（Senegenin）虽已被证实具有镇静作用，但深层机制尚未明确。近年来研究提示，氧化应激与线粒体损伤可能是失眠病理的关键环节——Keap1/Nrf2通路失调导致抗氧化酶减少，而PINK1/Parkin介导的线粒体自噬障碍会诱发神经元凋亡。那么，Senegenin能否通过调控这两条通路发挥神经保护作用？新疆医科大学的研究团队在《Molecular Neurobiology》发表论文，首次从体内外双模型揭示了Senegenin改善失眠的分子机制。

研究采用四大核心技术：

1. 动物模型构建：通过DL-4-氯苯丙氨酸（PCPA）皮下注射建立失眠大鼠模型，结合EEG/EMG验证睡眠周期紊乱（觉醒延长、NREM/REM缩短）；
2. 行为学分析：Morris水迷宫评估空间记忆，旷场实验检测焦虑样行为；
3. 病理与超微结构观测：尼氏染色评估神经元损伤，透射电镜观察线粒体形态（管状/碎片化）；
4. 分子机制探索：qPCR/WB检测睡眠因子（BDNF、5-HT_1A/5-HT_2AR、GABA-T/GAD）及Keap1/Nrf2、PINK1/Parkin通路基因表达，生化试剂盒分析氧化指标（SOD/MDA/LDH）。

研究结果

1. Senegenin改善失眠大鼠行为及神经病理

• 睡眠结构：失眠组觉醒时间延长84%（P<0.01），NREM/REM分别缩短42%和55%（P<0.05）；Senegenin高剂量组（9.2 μg/g）可恢复至正常水平（与阳性药Estazolam相当）。
• 认知与探索：失眠组水迷宫逃避潜伏期延长5倍（84.72±2.34 s vs 正常组14.15±1.65 s），旷场活动时间减少65%；Senegenin中、高剂量显著缩短潜伏期（53.80±2.62 s、27.98±2.33 s）并增加探索行为（P<0.01）。
• 神经损伤：海马CA1区神经元排列紊乱、尼氏体减少，线粒体出现嵴断裂和空泡化；Senegenin干预后细胞结构逐渐修复，高剂量组线粒体管状结构占比恢复至82%。
  

2. 调控睡眠因子与氧化平衡

• 神经递质：失眠组海马BDNF、5-HT_1AR、GABA-T蛋白表达降低40–60%（P<0.01），而兴奋性受体5-HT_2AR和GluR2升高2.5倍；Senegenin高剂量逆转上述变化（如BDNF蛋白恢复至正常组83%）。
• 氧化应激：血清抗氧化酶CAT、SOD、GSH在失眠组下降60–75%（P<0.01），脂质过氧化产物MDA和LDH升高1.6倍；Senegenin呈剂量依赖性提升抗氧化能力（高剂量组SOD达395.45±8.94 U/mL vs 失眠组97.31±11.42 U/mL）。
  

3. 激活Keap1/Nrf2与PINK1/Parkin通路

• 体外模型：H₂O₂诱导PC12细胞后，Keap1、PINK1、Parkin、LC3^II/I表达升高2–3倍（P<0.01），而Nrf2下游因子NQO1、HO-1及自噬底物p62降低50–60%；
• 通路干预：Senegenin（90 μmol/L）显著抑制Keap1（0.46倍）、PINK1（0.63倍），提升Nrf2核转位（1.60倍）和p62（0.77倍），同时降低线粒体自噬标记LC3^II/I（0.30倍）。
  

结论与意义

本研究首次阐明Senegenin通过"双通路协同"机制改善失眠：

1. 抗氧化防御：解除Keap1对Nrf2的抑制，促进NQO1/HO-1表达，清除过量ROS；
2. 线粒体质量控制：抑制PINK1/Parkin过度激活，减少非选择性自噬，通过p62维持线粒体稳态。
   该发现不仅为远志"安神益智"的传统功效提供现代药理学依据，更揭示了天然化合物靶向氧化应激-线粒体轴治疗失眠的新策略。值得注意的是，Senegenin在改善睡眠的同时未引起肝肾功能异常（ALT/AST/BUN无变化），安全性显著优于传统镇静药物。未来研究需在类器官模型或临床样本中验证其对人体的神经保护效应，并探索与其他睡眠调控通路（如GABA能系统）的交互作用。