Withaferin-A诱导神经元细胞凋亡的分子机制：揭示睡茄关键成分的神经毒性作用

【编辑推荐】本研究针对睡茄(Withania somnifera)主要活性成分Withaferin-A(WFA)的神经毒性机制展开，发现0.6-2.4μM WFA可通过诱导线粒体ROS生成、破坏膜电位(ΔΨm)，激活Bax/Bcl-2/caspase-9/caspase-3/PARP-1通路导致神经元样细胞凋亡，分子对接证实WFA与PARP-1(-8.2kcal/mol)强结合，为评估传统草药成分的安全性提供了重要依据。

　　

在传统医学中被誉为"印度人参"的睡茄(Withania somnifera)，其提取物长期以来被用于治疗神经系统疾病。这种植物含有多种生物活性成分，包括具有神经保护作用的Withanone和Withanolide-A，但其中关键成分Withaferin-A(WFA)在癌细胞中表现出的强效促凋亡特性，引发了研究者对其神经元安全性的担忧。印度科学和工业研究理事会(CSIR)的研究人员通过系统研究，在《Steroids》发表论文揭示了WFA对神经元样细胞的毒性机制。

研究采用10μM视黄酸(RA)诱导分化的SH-SY5Y细胞模型，通过MTT法检测细胞活力，JC-1染色评估线粒体膜电位，Western blot分析凋亡相关蛋白，结合分子对接技术阐明作用机制。结果显示，WFA处理6天后，0.6μM、1.2μM和2.4μM浓度分别导致50%、80%和90%细胞死亡(p<0.001)。

【神经标记物检测】RA分化后的SH-SY5Y细胞表现出典型的神经元形态和NeuN表达增加，证实其适合用于神经毒性研究。

【细胞毒性机制】WFA显著升高细胞内和线粒体ROS水平(p<0.001)，JC-1染色显示线粒体膜电位丧失，提示线粒体功能受损是早期事件。Western blot显示1.2μM WFA处理组促凋亡蛋白Bax和Bid表达上调(p<0.05)，Bax/Bcl-2比值升高(p<0.001)，caspase-3、caspase-9活化和PARP-1切割增强(p<0.001)，证实内源性凋亡通路激活。

【分子对接分析】WFA与PARP-1具有强结合亲和力(-8.2kcal/mol)，关键结合位点为Gly863、Ser904和Tyr907，与实验观察到的PARP-1切割增强现象一致。

【讨论与结论】该研究首次系统阐明WFA通过ROS-线粒体-caspase通路诱导神经元样细胞凋亡的分子机制。虽然睡茄提取物整体具有神经保护作用，但本研究揭示其关键成分WFA在低浓度(0.6μM)即可产生显著神经毒性，这对传统草药的安全应用提出重要警示。研究建议未来应重点评估睡茄各成分的剂量效应关系，为开发安全有效的神经保护剂提供科学依据。分子对接发现的WFA-PARP-1相互作用位点，也为设计特异性PARP-1调节剂提供了新思路。