α-倒捻子素通过调控线粒体损伤和自噬失调缓解MPP+诱导的帕金森病细胞模型神经毒性

这篇研究揭示了天然黄酮衍生物α-倒捻子素（α-M）在帕金森病（PD）细胞模型中的神经保护机制。通过MPP+诱导的SH-SY5Y多巴胺能神经元损伤模型，发现α-M能显著恢复线粒体复合物I蛋白NDUFS3和内膜蛋白TIMM23的表达，维持线粒体膜电位（ΔΨm），并通过调节mTOR/p70S6K信号通路抑制过度自噬（表现为降低LC3-II/LC3-I比值和磷酸化Beclin-1）。研究为PD的靶向治疗提供了新思路。

　　

1. 引言

帕金森病（PD）的特征是中脑黑质多巴胺能神经元进行性丢失，与线粒体功能障碍和氧化应激密切相关。MPP⁺作为神经毒素MPTP的活性代谢物，通过抑制线粒体复合物I（NADH脱氢酶）触发活性氧（ROS）积累和细胞凋亡，同时激活自噬标志物LC3-II和Beclin-1。α-倒捻子素（α-M）是芒果果壳中的黄酮类化合物，具有抗氧化和抗炎特性，但其对线粒体-自噬轴的作用机制尚不明确。本研究旨在探索α-M如何通过调控mTOR通路关键蛋白（如p70S6K和4E-BP1）及线粒体功能蛋白（NDUFS3/TIMM23）发挥神经保护作用。

2. 材料与方法

细胞模型构建：SH-SY5Y细胞经10 μM全反式维甲酸（RA）诱导分化为多巴胺能神经元，通过酪氨酸羟化酶（TH）表达升高验证分化效果。实验设计：采用5 μM α-M预处理1小时后，暴露于1000 μM MPP⁺ 24小时建立损伤模型。检测技术：MTT法评估细胞活力；Western blot分析mTOR、Akt、p70S6K、LC3等蛋白表达；免疫荧光观察线粒体形态（MitoTracker Red）和自噬体（LC3B斑点）；JC-10探针检测线粒体膜电位（ΔΨm）。

3. 结果

3.1 神经元分化验证

RA诱导10天后，SH-SY5Y细胞呈现多极神经元形态，TH表达较未分化组显著升高（p < 0.001）。

3.2 α-M的剂量效应

MPP⁺使细胞存活率降低40%，而5 μM α-M预处理可显著逆转此效应（p < 0.001）。α-M单独处理（0.25-20 μM）无毒性。

3.3 mTOR通路调控

MPP⁺显著增加mTOR磷酸化（p-mTOR）但抑制下游p70S6K磷酸化（p-p70S6K）。α-M预处理后，p-p70S6K水平恢复（p < 0.05），同时p-mTOR降低，提示其通过平衡mTOR信号抑制过度自噬。

3.4 线粒体-自噬交互作用

MPP⁺组线粒体蛋白NDUFS3和TIMM23表达下降50%以上（p < 0.001），伴随LC3B斑点增多和ΔΨm崩溃（p < 0.001）。α-M预处理后，上述蛋白表达恢复，线粒体形态趋于正常，自噬激活减少。

4. 讨论

α-M的神经保护作用体现为三重机制：

1. 1.

   线粒体维护：阻止MPP⁺对NDUFS3（复合物I核心亚基）和TIMM23（内膜转运蛋白）的降解，维持ΔΨm和能量代谢。

2. 2.

   自噬调控：通过激活p70S6K抑制过度自噬，减少LC3-II积累和Beclin-1磷酸化，避免"自噬性死亡"。

3. 3.

   信号通路干预：拮抗MPP⁺对mTOR通路的异常激活，形成保护性反馈循环。

值得注意的是，α-M仅在应激条件下发挥作用，正常生理状态不影响基础代谢，这种"智能"特性使其具有临床转化潜力。

5. 结论

α-M通过多靶点作用缓解MPP⁺诱导的线粒体损伤和自噬紊乱，为PD的病理机制研究和靶向药物开发提供了实验依据。未来需进一步探索α-M与PINK1-Parkin通路等经典线粒体质量控制机制的交互作用。