甜菜红素通过调控Nrf2和TLR4/NFκB/p53通路改善谷氨酸钠诱导的小鼠ADHD样行为及神经保护机制研究

本研究针对注意力缺陷多动障碍（ADHD）神经炎症和氧化应激机制，探讨甜菜红素（betanin）对谷氨酸钠（SGLU）诱导小鼠ADHD模型的干预作用。研究发现甜菜红素通过激活Nrf2抗氧化通路、抑制TLR4/NFκB炎症通路，显著改善行为学异常、调节神经递质失衡、减轻脑组织病理损伤，为天然化合物治疗ADHD提供新策略。

　　

注意力缺陷多动障碍（ADHD）是一种常见的神经发育障碍，表现为注意力不集中、多动和冲动行为，严重影响患者的认知功能和社会适应能力。尽管其病因复杂，但神经炎症和氧化应激已被证实是ADHD发病的重要机制。目前临床常用的精神兴奋剂和非兴奋剂虽有一定疗效，但存在副作用和成瘾风险，因此开发新型治疗策略迫在眉睫。甜菜红素作为一种从甜菜根中提取的天然水溶性色素，具有显著的抗氧化和抗炎特性，在神经退行性疾病中展现出保护潜力，但其在ADHD中的作用尚未被探索。本研究发表在《Future Journal of Pharmaceutical Sciences》，首次系统评价了甜菜红素在谷氨酸钠诱导的ADHD小鼠模型中的神经保护作用及分子机制。

研究人员通过整合生物信息学分析和体内实验验证开展研究。主要技术方法包括：1）通过STRING和GeneCards数据库进行靶点通路预测；2）使用谷氨酸钠饮食诱导8周建立小鼠ADHD模型；3）采用旷场实验、埋珠实验和爬绳测试评估行为学变化；4）通过qPCR、Western blot和ELISA检测基因表达、蛋白水平和神经递质含量；5）利用H&E染色、银染和免疫组化分析脑组织病理变化。实验使用4周龄雄性瑞士白化小鼠，分为正常对照组、ADHD模型组和甜菜红素干预组（50 mg/kg）。

结果

Betanin improved the behavioral parameters recorded in the open field, rope crawling test, and marble burying test

ADHD模型组在旷场实验中表现出运动时间增加、穿越方格数增多、中央区域进入次数上升和站立次数增加，表明多动和探索行为增强。埋珠实验显示强迫性行为加剧，爬绳测试成功率下降。甜菜红素干预显著改善了这些行为学异常，减少了多动和强迫行为，提高了运动协调能力。

Impact of betanin on mRNA expression of Nrf2/TLR4/NFkB and inflammatory cytokines

qPCR分析显示ADHD模型组Nrf2 mRNA表达降低至0.5倍，而TLR4、NFκB、TNF-α、IL-6和IL-1β的mRNA表达显著上调。甜菜红素处理逆转了这些变化，使Nrf2表达升高，炎症因子表达显著降低（TLR4下降2倍，NFκB下降2.5倍，TNF-α、IL-1β和IL-6分别下降4倍、4倍和3倍）。

ELISA estimation for dopamine, glutamate, and inflammatory parameters

ELISA检测表明ADHD模型组脑内谷氨酸水平显著升高，多巴胺水平降低，同时NFκB、TNF-α、IL-1β和IL-6蛋白含量增加，Nrf2蛋白减少。甜菜红素干预提高了多巴胺水平，降低了炎症因子含量，并提升了Nrf2表达。氧化应激指标显示ADHD模型组丙二醛（MDA）升高，总抗氧化能力（TAC）下降，甜菜红素有效逆转了这些变化。

Western blotting for Nrf2, TLR4, and p-NFKB

Western blot结果验证了蛋白水平的变化：ADHD模型组Nrf2蛋白表达下降至0.24倍，TLR4和磷酸化NFκB蛋白表达升高至4.6倍。甜菜红素处理显著上调Nrf2蛋白，下调TLR4和p-NFκB蛋白表达。

Histopathology studies

组织病理学分析显示ADHD模型组海马和皮层神经元排列紊乱，细胞核固缩，胞质空泡化，银染显示胞质深染和颗粒凝聚，免疫组化显示p53表达增加。甜菜红素干预改善了神经元形态，减少了病理损伤和p53阳性表达。

讨论与结论

本研究通过多维度实验证实，甜菜红素通过激活Nrf2抗氧化通路和抑制TLR4/NFκB炎症通路，有效缓解了谷氨酸钠诱导的ADHD样行为异常。其机制涉及调节谷氨酸/多巴胺平衡、降低氧化应激和神经炎症、抑制神经元凋亡。甜菜红素作为一种天然化合物，具有安全性高和副作用小的优势，为ADHD的治疗提供了新的候选方案。未来研究需进一步探索其临床转化潜力及具体信号通路的交互作用。

该研究由埃及西奈大学、苏伊士运河大学等机构合作完成，未接受外部资助，所有作者声明无利益冲突。