蜂王浆与蜂胶通过调节氧化应激、炎症通路和神经发生拮抗镉诱导神经毒性的机制与超微结构研究

本研究探讨了蜂王浆（RJ）和蜂胶（P）对镉（Cd）诱导的大鼠神经发生和神经递质紊乱的保护作用。研究人员通过行为学测试、生化指标分析、组织病理学和超微结构观察，发现RJ和P能有效降低脑内Cd积累，改善氧化应激（SOD、CAT、GPx、GST、MDA）、炎症因子（NF-κB、TNF-α、IDO、TIMP3）和神经递质（DA、SRO、AChE）水平，并促进神经发生标志物（BDNF、DCX）表达。结果表明RJ的神经保护效果优于P，为Cd暴露相关的神经退行性疾病防治提供了天然策略。

　　

镉（Cadmium, Cd）作为一种广泛存在于环境中的有毒重金属，通过电池制造、家用电器和油漆等工业产品进入生态系统，进而通过食物链在人体内积累。长期暴露于Cd不仅对肾脏、肝脏和心血管系统造成损害，更因其能够穿透血脑屏障（blood-brain barrier）在大脑中蓄积，引发严重的神经毒性。Cd通过诱发活性氧（reactive oxygen species, ROS）过量产生、破坏钙稳态、线粒体功能障碍以及促发炎症反应等多种机制，导致神经元损伤、神经递质紊乱和神经发生（neurogenesis）受阻，进而增加神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）的风险。尽管Cd的神经毒性已被广泛报道，但其具体分子机制及有效的干预策略仍需深入探索。在此背景下，天然产物的保护作用备受关注，其中蜂王浆（royal jelly, RJ）和蜂胶（propolis, P）因其丰富的生物活性成分（如酚类化合物、黄酮类）和抗氧化、抗炎特性，成为潜在的治疗候选。

本研究由Norhan S. El-Sayed、Eman M. Omar、Esraa S. Habiba、Sahar A. Harby、Amany Attaallah、Maria Augustyniak、Abeer El Wakil、Lamia M. El-Samad和Mohamed A. Hassan合作完成，发表于《Journal of Trace Elements in Medicine and Biology》。研究人员通过体内动物实验，结合行为学评估、能量色散X射线（EDX）微区分析、酶联免疫吸附测定（ELISA）、实时定量PCR（qRT-PCR）、组织病理学检查、免疫组化（如GFAP染色）和透射电镜（TEM）超微结构分析，系统评价了RJ和P对Cd诱导的神经毒性的拮抗作用。实验使用32只成年雄性Wistar大鼠，分为对照组、Cd暴露组、Cd+RJ处理组和Cd+P处理组，通过口服灌胃方式给予CdCl₂（4.5 mg/kg体重）和干预物质（RJ 200 mg/kg体重或P 50 mg/kg体重），持续30天。

3.1. EDX分析测定脑组织Cd浓度

通过EDX微区分析发现，Cd暴露组大鼠脑组织中Cd比例显著升高（0.4%），而RJ和P处理组分别降至0.07%和0.1%，表明RJ和P具有螯合Cd、减少其脑内积累的作用，且RJ的效果优于P。

3.2. 行为学观察

新颖物体识别测试显示，Cd暴露导致短期识别记忆受损（歧视指数为负值），而RJ和P处理显著改善了这一现象。强迫游泳试验和埋珠实验未发现Cd诱发抑郁或焦虑样行为，表明Cd主要影响认知功能而非情绪状态。

3.3. RJ和P对血清和脑脂质谱的影响

Cd暴露引起血清甘油三酯（TG）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）升高、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）降低，脑组织中TG和总胆固醇（TC）水平上升。RJ和P干预恢复了这些脂质参数至正常水平，提示其可通过调节脂代谢减轻Cd毒性。

3.4. 空腹血糖、胰岛素浓度和HOMA-IR指数

Cd暴露降低血清胰岛素水平，但对空腹血糖和HOMA-IR指数无显著影响。RJ处理恢复了胰岛素水平，表明其对葡萄糖代谢具有保护作用。

3.5. 血清和脑尿酸浓度评估

Cd暴露显著升高脑内尿酸水平，RJ处理可将其降至正常，而P效果不显著。尿酸作为氧化应激的副产物，其水平升高与神经毒性相关。

3.6. RJ和P对Cd诱导氧化应激的影响

Cd暴露导致脑内丙二醛（MDA）水平升高，超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）和谷胱甘肽S-转移酶（GST）活性降低。RJ和P处理逆转了这些变化，显著增强抗氧化防御系统，且RJ在恢复GPx和GST活性方面优于P。

3.7. RJ和P对脑组织炎症标志物的影响

Cd暴露引起核因子κB（NF-κB）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）和吲哚胺2,3-双加氧酶（IDO）水平升高，金属蛋白酶组织抑制剂3（TIMP3）水平降低。RJ和P处理抑制了这些炎症因子的表达，减轻神经炎症，其中RJ对NF-κB、TNF-α和IDO的抑制作用更强。

3.8. RJ和P对神经递质和AChE活性的影响

Cd暴露导致多巴胺（DA）和血清素（SRO）水平降低，乙酰胆碱酯酶（AChE）活性下降。RJ和P处理恢复了SRO水平和AChE活性，而P对DA的恢复效果更佳。这表明RJ和P可通过调节神经递质系统改善胆碱能功能。

3.9. RJ和P对Aβ1-42和神经发生标志物（BDNF和DCX）的影响

Cd暴露促进β淀粉样蛋白1-42（Aβ1-42）积累，降低脑源性神经营养因子（BDNF）水平和双皮质素（DCX）mRNA表达。RJ和P处理减少了Aβ1-42沉积，并显著提升BDNF和DCX水平，其中RJ对BDNF的恢复效果更佳，而P对DCX的促进作用更明显。这表明RJ和P可通过促进神经发生和抑制淀粉样蛋白病理缓解Cd诱导的 neurodegeneration。

3.10. 所有评估因素之间的关系

主成分分析（PCA）和雷达图显示，Cd暴露导致氧化应激、炎症和神经递质紊乱等多参数异常，而RJ和P处理使这些参数趋于正常，且RJ的整体保护效果优于P。

3.11. 组织病理学、免疫组化和超微结构分析

组织学检查发现，Cd暴露导致大脑皮层颗粒细胞和锥体细胞排列紊乱、细胞核固缩、神经毡空泡化。RJ和P处理减轻了这些病理变化，细胞结构接近正常。免疫组化显示，Cd暴露增强胶质纤维酸性蛋白（GFAP）表达（提示星形胶质细胞活化），而RJ和P处理降低了GFAP免疫反应性。透射电镜超微结构观察显示，Cd暴露引起线粒体肿胀、嵴断裂、核膜不规则、髓鞘分解和毛细血管扩张，而RJ和P处理组细胞器结构基本正常，仅见轻微损伤。

本研究通过多维度分析证实，Cd暴露通过诱导氧化应激、炎症反应、神经递质失调和神经发生抑制等多种机制引发神经毒性。蜂王浆和蜂胶通过其抗氧化、抗炎、螯合和神经营养特性，有效拮抗Cd的神经损伤作用，其中蜂王浆在减少Cd积累、增强抗氧化酶活性和促进BDNF表达方面表现更优。这些发现为利用天然产物防治重金属相关的神经退行性疾病提供了理论依据和实验支持，尤其适用于频繁接触Cd的职业人群的健康保护。未来研究可进一步探索RJ和P中的特定生物活性成分（如10-羟基-2-癸烯酸、黄酮类化合物）在神经保护中的具体作用机制，以及其在慢性Cd暴露模型中的长期效果。