《Nutrients》：Multidimensional Neuroprotective Effects of Combined Ubisol-Q10 and Ashwagandha (Withania somnifera) in Male and Female 5XFAD Mice
编辑推荐：
背景/目的： 阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）是一种多因素神经退行性疾病，其特征表现为相互关联的病理过程，包括线粒体功能障碍、氧化应激、自噬过程受损、神经炎症、神经元变性以及进行性功能衰退。天然健康产品（natural health
背景/目的： 阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）是一种多因素神经退行性疾病，其特征表现为相互关联的病理过程，包括线粒体功能障碍、氧化应激、自噬过程受损、神经炎症、神经元变性以及进行性功能衰退。天然健康产品（natural health products，NHPs）——辅酶Q10（coenzyme-Q10，CoQ10）和南非醉茄（Withania somnifera，ASH）——先前已被报道具有抗氧化、抗炎、线粒体支持、神经保护和神经营养特性。本研究旨在考察一种生物利用度增强型制剂Ubisol-Q10（UQ）与乙醇ASH提取物联合作为“滋补剂”（Tonic）在AD病理多个领域中的神经保护效应。方法： 研究人员在2.5至11月龄的雄性和雌性5XFAD小鼠中评估了长期给药的效果。纵向磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）评估了海马及白质体积，衰弱指数（frailty index）评估了生理弹性，新物体识别（Novel Object Recognition，NOR）和新位置识别（Novel Location Recognition，NLR）测试评估了空间和非空间记忆，而死后Nissl染色、Golgi–Cox染色和免疫荧光评估了细胞密度、树突形态、淀粉样病理、神经炎症、自噬相关信号传导及星形胶质细胞活性。结果： 在上述各项指标中，Tonic治疗保留了脑体积，减少了淀粉样病理和炎症，并调节了自噬相关通路。治疗还保留了树突架构、衰弱进展和 novelty 识别行为。雌性小鼠在白质结构保留和树突密度增加方面表现出尤为显著的效果，而雄性小鼠在炎症和自噬相关标志物的调节方面表现出较强效应。星形胶质细胞免疫反应性也表现出性别和区域特异性模式，提示胶质细胞反应可能对雄性和雌性的结构保留有不同的贡献。结论： 综上所述，这些发现支持UQ + ASH可能针对AD神经退行性变提供多方面的保护。观察到的性别特异性反应强调了将性别纳入神经退行性疾病新型干预措施临床前评估的重要性。
论文解读文章
一、研究背景与意义
阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）是全球第七大死亡原因，对各国医疗保健系统构成严峻挑战。AD的病理连续体跨越数十年，从临床前无症状阶段逐渐过渡到轻度认知障碍（mild cognitive impairment，MCI），最终发展为临床症状明显的痴呆阶段。AD的核心由五种相互关联的病因驱动：淀粉样蛋白-β（amyloid-β，Aβ）的细胞外聚集破坏突触信号传导；tau蛋白过度磷酸化导致微管解离和轴突运输障碍；自噬功能受损造成错误折叠蛋白和受损细胞器清除失败；小胶质细胞和星形胶质细胞慢性激活引发的神经炎症形成自我延续的毒性环境；以及线粒体功能障碍驱动的氧化应激损伤脂质、蛋白质和DNA。
目前FDA批准的AD治疗药物包括乙酰胆碱酯酶（acetylcholinesterase，AChE）抑制剂如多奈哌齐、利伐他明和加兰他敏，以及N-甲基-D-天冬氨酸（N-methyl-D-aspartate，NMDA）受体拮抗剂美金刚。近年来，抗淀粉样单克隆抗体如lecanemab和donanemab获批上市，但因其高昂的年费用（约30,000美元）且仅能减缓约30%的疾病进展而令人失望。现有药物主要作用于AD的下游病理效应，未能解决线粒体功能障碍或自噬系统受损等上游代谢应激源。
值得注意的是，AD对女性的影响不成比例，女性占所有确诊案例的近三分之二。越来越多的证据表明，生物学性别本身是影响疾病易感性、进展和治疗反应的独立风险因素。然而，仅有约三分之一的临床前AD研究同时纳入雄性和雌性动物，且不足10%的研究直接考察性别特异性治疗效应。此外，AD相关的生化改变包括突触功能障碍在内，在临床症状显现前长达20年就已开始，这强调了开发能够干预潜在生物学复杂性干预措施的必要性。
二、研究内容与结论概述
本研究旨在评估一种由Ubisol-Q10（UQ）和南非醉茄（Withania somnifera，ASH）乙醇提取物组成的“Tonic”联合制剂在5XFAD小鼠模型中的多维度神经保护效应。研究人员从2.5月龄至11月龄对雄性和雌性5XFAD小鼠进行长期给药，通过纵向磁共振成像（MRI）追踪脑萎缩和白质退化的预防效果，通过衰弱指数评估生理健康状况，通过X迷宫中的重复空间和非空间记忆测试评估认知功能，并通过死后生化分析评估突触成熟度、细胞密度以及星形胶质细胞/小胶质细胞激活和淀粉样病理标志物的抑制情况。研究结果支持UQ + ASH可能针对AD神经退行性变提供多方面的保护，且观察到显著的性别特异性反应。
三、主要关键技术方法
本研究采用了多种关键技术手段。研究对象为从Mutant Mouse Resource and Research Center（MMRRC）获得的野生型（B6129SF2/J）和转基因5XFAD小鼠（B6.Cg-Tg(APPSwFlLon, PSEN1M146LL286V)6799Vas/Mmjax），共45只小鼠（23只雄性、22只雌性），随机分为Tonic治疗5XFAD组、未治疗5XFAD对照组和野生型对照组。主要技术方法包括：T2加权三维快速自旋回波（T2W 3D-FSE）MRI技术进行纵向脑体积测量，使用1特斯拉M2?紧凑型高性能MRI系统；Nissl染色评估细胞密度；免疫荧光染色分析Aβ、淀粉样前体蛋白（APP）、离子化钙结合适配分子1（Iba1）、微管相关蛋白1轻链3B（LC3B）、白细胞介素-1β（IL-1β）、Beclin-1和胶质纤维酸性蛋白（α-GFAP）等标志物；Golgi–Cox染色评估树突形态和树突棘成熟度；31项小鼠衰弱指数评估生理弹性；以及新位置识别（NLR）和新物体识别（NOR）测试评估空间和非空间记忆。
四、研究结果
MRI结果： 海马体积分析显示，雌性小鼠在9月龄时5XFAD对照组海马体积显著低于野生型对照组；雄性5XFAD对照组在3、6、9月龄均表现出显著低于野生型对照组的海马体积，6月龄时Tonic治疗组与5XFAD对照组和野生型对照组均存在显著差异。白质结构分析中，雌性小鼠的穹窿（fimbria）体积在6月龄时Tonic治疗组显著低于5XFAD对照组；雌性前嗅连合（anterior commissure of olfactory）体积在9月龄时Tonic治疗组与野生型对照组存在显著差异；雌性胼胝体（corpus callosum）体积在6月龄时5XFAD对照组显著高于Tonic治疗组，9月龄时Tonic治疗组显著低于野生型对照组。雄性小鼠白质结构的年龄效应显著，但组间差异相对有限。
Nissl染色结果： 雌性小鼠胼胝体Nissl体密度在各组间无显著差异。雄性小鼠中，野生型对照组Nissl体面积显著大于5XFAD对照组和Tonic治疗组，而5XFAD对照组与Tonic治疗组之间差异可忽略不计。
免疫荧光分析结果： Aβ免疫反应性方面，雄性5XFAD对照组较野生型对照组增加约45倍，Tonic治疗显著降低淀粉样负担；雌性5XFAD对照组Aβ积累显著增加，Tonic治疗使淀粉样沉积降低至M = 0.69 ± 0.07%。APP表达方面，Tonic治疗使雄性和雌性5XFAD小鼠的APP免疫反应性均恢复至与野生型对照组无显著差异的水平。Iba-1表达方面，雄性5XFAD对照组较野生型增加近九倍，Tonic治疗显著降低表达；雌性Tonic治疗组表达水平与野生型相当。LC3B表达方面，雄性5XFAD对照组LC3B表达显著降低，Tonic治疗恢复至与野生型相当水平；雌性各组间无显著差异，但Tonic治疗改变了LC3B的空间组织模式，产生更明显的点状结构。IL-1β表达方面，雄性5XFAD对照组IL-1β表达升高，Tonic治疗显著降低；雌性总体组效应显著但校正后两两比较未达统计学显著。Beclin-1表达在雄性各组间存在显著差异。
五、讨论与结论
本研究表明，UQ + ASH“Tonic”联合制剂在5XFAD小鼠模型中展现出多方面的神经保护效应，包括保留脑体积、减少淀粉样病理和神经炎症、调节自噬相关通路、保留树突架构、减缓衰弱进展以及维持novelty识别行为。研究观察到显著的性别特异性反应：雌性小鼠在白质结构保留和树突密度增加方面表现尤为突出，而雄性小鼠在炎症和自噬相关标志物的调节方面表现出较强效应。星形胶质细胞免疫反应性也表现出性别和区域特异性模式，提示胶质细胞反应可能对雄性和雌性的结构保留有不同的贡献。这些发现支持UQ + ASH可能针对AD神经退行性变提供多样化的保护作用。观察到的性别特异性反应强调了在神经退行性疾病新型干预措施的临床前评估中纳入性别因素的重要性。
