载美西律非离子囊泡通过circDLGAP4/miR-134-5p/p-CREB轴及线粒体–自噬稳态重建减轻Rotenone诱导的帕金森样神经退行性变

《Pharmaceuticals》:Niosomal Mexiletine Attenuates Rotenone-Induced Parkinsonism via Modulation of the circDLGAP4/miR-134-5p/p-CREB Axis and Restoration of Mitochondrial–Autophagic Homeostasis

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月21日 来源:Pharmaceuticals 5.7

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  背景:帕金森病(PD)以进行性多巴胺能退变为特征,由氧化应激、神经炎症、线粒体功能障碍和自噬受损的共同作用驱动。美西律(Mexil)已显示抗氧化特性,但其减轻PD中线粒体功能障碍相关神经退行性变的潜力尚未被系统研究。研究人员采用计算与实验整合方法,首次表征Me

  
背景:帕金森病(PD)以进行性多巴胺能退变为特征,由氧化应激、神经炎症、线粒体功能障碍和自噬受损的共同作用驱动。美西律(Mexil)已显示抗氧化特性,但其减轻PD中线粒体功能障碍相关神经退行性变的潜力尚未被系统研究。研究人员采用计算与实验整合方法,首次表征Mexil针对Rotenone(Rot)诱导帕金森综合征的神经保护机制,并采用非离子囊泡(niosomes)作为纳米载体平台,以增强Mexil递送并提高其在PD模型中的神经保护潜力。方法:分子对接识别尼奥体Mexil神经保护潜力相关的候选分子靶点。将Sprague–Dawley雄性大鼠分配至对照、Rot及Rot加尼奥体Mexil(30和50 mg/kg)组。评估运动表现,并通过生化、组织病理学和免疫组织化学方法评估多巴胺能退变、氧化应激、神经炎症、线粒体功能障碍和自噬。结果:对接显示Mexil与磷酸化cAMP反应元件结合蛋白(p-CREB)及alpha-突触核蛋白(alpha-synuclein)均具有良好相互作用,结合分数分别为?5.2和?4.9 kcal/mol。尼奥体Mexil改善运动功能,恢复多巴胺和酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase, TH)水平,并减少alpha-synuclein蓄积。最显著的是,尼奥体Mexil作用于此前未探索的环状RNA DLGAP4(circDLGAP4)/微小RNA-134-5p(miR-134-5p)/p-CREB轴,通过磷酸化AMP活化蛋白激酶(p-AMPK)/过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1-α(PGC-1α)/sirtuin-1(SIRT-1)通路促进线粒体生物发生,并重新平衡线粒体动力学。这些变化伴随自噬轴恢复以及氧化应激和炎症受抑。结论:尼奥体Mexil通过协调氧化、线粒体、自噬和炎症通路,对Rot诱导的帕金森综合征发挥神经保护作用,使其成为机制新颖的疾病修饰候选药物,值得在PD中进一步开展临床前评价。
研究背景:帕金森病(PD)以黑质多巴胺能神经元选择性丢失和纹状体多巴胺耗竭为特征,临床表现为静止性震颤、强直、运动迟缓和姿势不稳;病理上可见富含泛素和α-突触核蛋白(α-synuclein)的路易小体。其病因复杂,多数为散发性,涉及遗传易感与环境暴露交互作用;氧化应激、神经炎症和线粒体功能障碍是关键机制。现有治疗多为对症,不能有效改变或阻止疾病进展。非编码RNA(ncRNA)中,环状RNA(circRNA)可通过miRNA海绵等机制参与PD;circDLGAP4在PD模型中下调,其缺失促进线粒体功能障碍、自噬受损和凋亡,而过表达具神经保护作用;circDLGAP4可海绵吸附miR-134-5p,解除其对cAMP反应元件结合蛋白(CREB)的抑制,激活Bcl-2、PGC-1α和BDNF等下游靶点。美西律(Mexil)为IB类抗心律失常药,具抗氧化和神经保护活性,但中枢递送受限;非离子囊泡(niosomes)由非离子表面活性剂和胆固醇组成,可包载亲水/疏水药物并改善脑内递送。因此,研究人员在Rotenone(Rot)诱导的大鼠帕金森样模型中考证尼奥体Mexil的神经保护作用及其circDLGAP4/miR-134-5p/CREB与AMPK/SIRT1/PGC-1α相关机制。

研究人员开展的研究与结论:研究采用计算与实验整合策略,在Rot诱导帕金森样大鼠中评估尼奥体Mexil(30、50 mg/kg)对行为、多巴胺能标志、氧化应激、炎症、线粒体生物发生与动力学、自噬、凋亡及组织病理学的影响,并进行分子对接。结论认为尼奥体Mexil通过协调氧化、线粒体、自噬和炎症通路发挥神经保护作用,是机制新颖的疾病修饰候选药物,值得进一步临床前评价。

关键技术方法(≤250字):研究人员采用薄膜水化法制备Mexil负载niosomes(N1–N6),以FTIR评价药物-辅料相容性,测定包封率(EE%)、粒径、ζ电位和多分散指数(PDI),用透射电镜(TEM)观察形态,透析法进行体外释放及零级、一级、Higuchi和Korsmeyer–Peppas模型拟合,并行6个月稳定性考察。动物为雄性Sprague–Dawley大鼠,设对照、Rot、Rot+尼奥体Mexil 30和50 mg/kg组;通过 cylinder 与 rotarod 评估运动,ELISA测定α-synuclein、多巴胺、氧化/炎症/线粒体/自噬指标,Western blot检测p-AMPK、MFN-1、Drp-1,RT–qPCR检测circDLGAP4、miR-34a-5p、miR-134-5p,H&E与TH免疫组化评估病理,AutoDock Vina对接CREBBP和α-synuclein。

研究结果:
2.1 Fourier Transform Infrared (FTIR):FTIR显示Mexil HCl特征峰及负载niosomes中峰衰减/位移,提示氢键和疏水相互作用,无新峰和明显结构改变,支持Mexil成功载入且相容性良好。
2.2 Entrapment Efficiency (EE%):EE%为58.0±1.8%至93.0±1.7%,高卵磷脂配方N4–N6显著较高;N4最高(93.0±1.7%),归因于卵磷脂、Span 60/胆固醇比例及刚性双层。
2.3 Particle Size, Zeta Potential, and Polydispersity Index (PDI):粒径150.4±4.8至225.7±3.5 nm,ζ电位?34.5±5.29至?64.0±8.08 mV,PDI 0.393±0.02至0.956±0.10;N4粒径205.6±3.9 nm、ζ电位?60.3±8.8 mV、PDI最低,TEM示球形、粒径168–236 nm。
2.4 In Vitro Mexiletine Release from Niosomal Dispersions:释放呈初始突释后24 h持续释放,N3最高(94.5±1.2%),N4最低(87.6±2.8%),与其高EE%和刚性结构相关。
2.5 Release Kinetics and Mechanism:N1、N2、N4、N5符合Higuchi扩散控制,N3、N6符合一级动力学;N4的n=0.825,接近非Fickian松弛主导释放,支持持续基质扩散。
2.6 Storage Effect:N4在5±3°C和25±2°C存放6个月总体稳定;冷藏变化很小,室温仅粒径和PDI中度增加,仍保持高负电荷和高药物保留。
2.7 The Effect of Niosomal Mexiletine on Rotenone-Induced Motor Impairment:Rot使 rearing 降58.2%、rotarod跌落时间降85%;尼奥体Mexil 30/50 mg/kg使 rearing 增86%和1.15倍,跌落时间增3.8和5倍。
2.8 The Impact of Niosomal Mexiletine on α-Synuclein, Dopamine, and Tyrosine Hydroxylase:Rot使α-synuclein升4.8倍、多巴胺降70.3%、TH在SN和putamen降79%和79.5%;治疗使α-synuclein降33.4%/69.5%,多巴胺升1.13/2.4倍,TH升1.81/3.3倍和2.1/3.2倍。
2.9 The Attenuation Effect of Niosomal Mexiletine on Oxidative Stress Induced by Rotenone Administration:Rot使MDA升4.8倍、GSH降66.5%、SOD降69.8%;治疗使MDA降57.6%/66.7%,GSH升59.2%/1.6倍,SOD升1.12/2.11倍。
2.10 Influence of Niosomal Mexil on Inflammatory Response Induced by Rotenone Administration:Rot使TNF-α、IL-1β、IL-6分别升4.5、7.5、4.4倍;治疗使TNF-α降31.6%/73.3%,IL-1β降71.6%/38.0%,IL-6降38.6%/69.0%。
2.11 The Impact of Niosomal Mexiletine on Expression of circDLGAP-4, miR-134-5p, and p-CREB in Rotenone-Treated Rats:Rot使circDLGAP4降78.5%、miR-134-5p升2.9倍、p-CREB降74%、Bcl-2降66%;治疗使circDLGAP4升1.1/3.9倍,miR-134-5p降50.0%/73.5%,p-CREB升88%/2.1倍,Bcl-2升88%/1.9倍。
2.12 Effect of Niosomal Mexiletine on Improvement Mitochondrial Function in Rotenone-Treated Rats:Rot抑制p-AMPK/SIRT-1/PGC-1α,p-AMPK降86.7%、SIRT-1降73%、PGC-1α降63.5%,MFN-1降79.8%、Drp-1升2.45倍、ATP降70.35%;治疗使p-AMPK升3/6.3倍、SIRT-1升1.06/2.4倍、PGC-1α升49.5%/1.62倍、MFN-1升2.12/4.2倍、Drp-1降45.6%/66.3%、ATP升71%/2.25倍。
2.13 Effect of Niosomal Mexiletine on Autophagy Induction in Rotenone-Treated Rats:Rot使miR-34a-5p升4.43倍、Beclin-1降65.8%、ATG-7降74.5%、LC3II降73%、p62升4.8倍;治疗使miR-34a-5p降58.5%/76.2%,Beclin-1升69.5%/1.8倍,ATG-7升1.1/2.2倍,LC3II升93.3%/2.4倍,p62降40.6%/72%。
2.14 Niosomal Mexiletine Restored Histopathological Alteration Induced by Rotenone Administration:H&E示Rot组SNpc和putamen严重退变、胶质增生和Lewy小体,退化神经元分别升16和15.1倍;治疗使SNpc和putamen退化神经元比例降59.5%/74.8%和57.2%/83.25%,并保留神经元和纹状体纤维。
2.15 In Silico Molecular Docking Evaluation of the Mexiletine:对接经redocking验证(RMSD 1.25和1.26 ?),Mexil与CREBBP和α-synuclein结合分数为?5.2和?4.9 kcal/mol,预测其占据配体相关口袋;原文强调该结果仅为理论假设,未进行直接结合实验。

讨论总结与结论翻译:讨论认为,尼奥体Mexil的行为学恢复伴随氧化和炎症抑制、circDLGAP4/miR-134-5p/CREB轴调节、p-AMPK/SIRT1/PGC-1α激活、线粒体动力学平衡、自噬清除增强和凋亡信号降低;其作用可能部分源于Mexil抗氧化特性及niosomes递送优势。与Zhang et al.等报道一致,Rot模型出现α-synuclein蓄积、TH阳性神经元丢失和多巴胺下降。局限包括:未通过基因敲低或药理抑制建立通路间直接因果;未评估线粒体超微结构;未直接测定细胞摄取和胞内定位;缺少游离Mexil和空白niosomes对照;缺少药代、生物分布和脑穿透数据;未对N4与其他配方进行体内比较;未采用细胞特异性方法。结论翻译:总体而言,研究结果提示尼奥体Mexil通过共同调节氧化应激、炎症、线粒体功能障碍、自噬和凋亡,对Rot诱导的帕金森样神经退行性变发挥强神经保护作用;其效应与circDLGAP4/miR-134-5p/p-CREB信号上调、p-AMPK、PGC-1α和SIRT-1表达增加及细胞ATP含量升高密切相关,并似可恢复线粒体动力学和自噬能力、抑制凋亡。结果支持尼奥体Mexil在该Rot诱导模型中的神经保护潜力,其作用与相互关联的氧化、炎症和线粒体通路协调调节有关,而非单一机制靶点;但其治疗相关性仍需在互补实验模型和更全面的转化研究中验证。
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