霍诺基醇靶向环孢素D，阻止线粒体DNA释放，从而抑制小胶质细胞NLRP3炎性小体的激活，缓解帕金森病模型中的神经退行性变化

《Chemico-Biological Interactions》：Honokiol Targets Cyclophilin D and Blocks Mitochondrial DNA Release to Inhibit Microglial NLRP3 Inflammasome Activation and Alleviate Neurodegeneration in Parkinson’s Disease Models

　　摘要：帕金森病与神经炎症密切相关，目前治疗帕金森病的重点在于缓解其病理症状，而非神经保护。木兰醇是木兰属植物中的活性成分，有研究表明其在帕金森病模型中具有神经保护作用，但其作用机制尚不明确。在本研究中，我们利用脂多糖与罗滕酮共同诱导的小鼠及细胞帕金森病模型，探讨木兰醇的分子机制及作用靶点。研究发现，木兰醇能够减轻小胶质细胞的活化程度，并降低多巴胺能神经元的损失。转录组分析显示，木兰醇可显著抑制由脂多糖和罗滕酮引发的NLRP3信号通路的激活。功能分析进一步证实，木兰醇能显著抑制NLRP3炎性小体的活化，表现为NLRP3、ASC、裂解型caspase-1以及裂解型IL-1β的表达水平下降，从而在体外和体内减轻神经元损伤。敲低NLRP3基因可验证木兰醇的抗炎作用，同时还能保护SH-SY5Y细胞免受活化的BV2小胶质细胞带来的损伤。此外，木兰醇还能保护线粒体功能，抑制线粒体DNA的释放。使用环孢素A阻断线粒体DNA的释放也能抑制NLRP3的活化，表明木兰醇是通过线粒体DNA-NLRP3轴发挥作用的。值得注意的是，我们在体内观察到木兰醇能显著下调环孢素D的表达。通过分子对接和细胞热 shift试验，我们确定环孢素D是木兰醇的直接作用靶点。分子对接预测显示，木兰醇会与环孢素D的His70位点结合，从而促进其不稳定并发生降解，进而减少线粒体DNA泄漏及NLRP3炎性小体的活化。总体而言，这些研究结果表明，木兰醇通过靶向环孢素D来破坏线粒体DNA-NLRP3轴，从而减轻神经退行性变，为帕金森病的治疗提供了新的策略。

引言：帕金森病已成为全球增长最快的神经退行性疾病（Tinazzi等人，2025年）。从病理学角度来讲，该疾病表现为黑质致密部多巴胺能神经元的进行性退化（Xu等人，2024年）。尽管已有大量研究，但目前仍缺乏有效的治疗方法，这凸显出寻找新靶点并开发基于机制的治疗策略的迫切需求。虽然帕金森病的确切病因尚未明确，但越来越多的证据表明，主要由小胶质细胞介导的神经炎症是推动疾病进展的关键因素（Han等人，2025年；Isik等人，2023年；Jadhav和Khatri，2025年；Sasidharan等人，2025年）。最新研究显示，这种小胶质细胞活化与线粒体功能障碍之间存在密切关联（Ghosh等人，2010年；Huang等人，2023年；Li等人，2022b年；Lu等人，2025年；Rubio等人，2025年）。由此产生的促炎介质释放会引发突触功能障碍、神经元损伤以及神经发生障碍，形成一种自我强化的恶性循环，加速多巴胺能神经元的退化（Deus等人，2022年）。因此，探究线粒体功能障碍与小胶质细胞活化之间的相互作用，为下一代帕金森病治疗提供了重要方向。

NLRP3炎性小体是一种在神经炎症中起关键作用的多蛋白复合体，其核苷酸结合结构域和亮氨酸重复蛋白-3结构使其成为帕金森病中小胶质细胞活化及多巴胺能神经元退化的核心介质（Haque等人，2020年；Jain等人，2025年；Panicker等人，2022年）。线粒体功能障碍，包括氧化磷酸化功能受损以及活性氧生成过多，会促使小胶质细胞中的NLRP3炎性小体活化，进而导致促炎细胞因子的释放，从而加剧神经退行性变（Haque等人，2020年）。目前，针对NLRP3的干预已展现出治疗潜力。例如，选择性NLRP3抑制剂MCC950能够在帕金森病模型中减轻神经炎症和运动功能障碍（Cheng等人，2020年；Gordon等人，2018年；Grotemeyer等人，2023年），但由于存在潜在的肝毒性等安全问题，其临床应用受到限制（Li等人，2022年）。当NLRP3被激活后，它会聚合并招募ASC和前caspase-1，进而促使IL-1β成熟（Fu和Wu，2023年；Saller等人，2025年）。NLRP3炎性小体的经典活化过程分为两个步骤：首先， Toll样受体识别损伤相关分子模式或病原体相关分子模式，激活NF-κB通路，进而上调促IL-1β和NLRP3基因的表达；其次，在线粒体功能障碍、活性氧生成、离子流动以及溶酶体损伤等多种细胞应激因素的作用下，NLRP3炎性小体最终被激活（Chen等人，2023年）。尽管NLRP3是重要的治疗靶点，但调控其活化过程的分子机制至今仍不十分清楚（Akbal等人，2022年；Saller等人，2025年）。

越来越多的证据表明，细胞质中的线粒体DNA可作为强大的损伤相关分子模式，激活NLRP3炎性小体并引发神经炎症（Deus等人，2022年；Xian等人，2022年）。尤其是，针对线粒体DNA与NLRP3相互作用的疗法正在逐步发展。例如，MitoQ可通过抑制NLRP3炎性小体的活化来减轻神经炎症（Sulaimon等人，2022年）。此外，多西环素也能通过抑制线粒体DNA的合成来阻止NLRP3的活化（Liu等人，2024年）。然而，目前尚无针对线粒体DNA-NLRP3通路的帕金森病治疗药物得以成功应用，这进一步凸显了基于该机制开展药物研究的必要性。

线粒体DNA的释放主要依赖于线粒体通透性转换孔，而该孔的开放程度则由环孢素D调控（Liu等人，2025年）。在氧化应激和钙超载等病理状态下，环孢素D会转移到线粒体内膜上，从而导致线粒体通透性转换孔开放，进而使线粒体DNA释放到细胞质中（Zhao等人，2021年）。一旦释放到细胞质中，线粒体DNA就会作为强大的损伤相关分子模式，直接激活NLRP3炎性小体（Deus等人，2022年）。因此，环孢素D在神经退行性疾病中起着连接线粒体完整性与先天免疫活化的关键作用（Baev等人，2024年）。不过，虽然环孢素A作为一种典型的环孢素D配体，已被证实能够有效抑制线粒体通透性转换孔的开放，但由于其具有免疫抑制副作用且难以穿透血脑屏障，其临床应用受到限制。因此，开发能够穿透血脑屏障、针对环孢素D的药物，以打破线粒体DNA-NLRP3轴，是一种具有前景但尚未得到充分发展的帕金森病治疗策略（Bajon等人，2025年；Haleckova等人，2022年）。

木兰醇是一种从木兰属植物树皮中提取的天然双酚类化合物（Sampieri-Moran等人，2025年），由于其具有抗炎、抗氧化以及调节线粒体功能的作用，已被认为是一种具有多种功能的神经保护剂（Hou等人，2022年；Wang等人，2022年；Zhou等人，2024年）。其亲脂性的双苯结构有助于其有效穿透血脑屏障（Zhang等人，2023年），这一特性对于治疗包括帕金森病在内的神经退行性疾病非常重要（Hsiao等人，2020年；Tao等人，2021年）。临床前研究已经证明，木兰醇具有缓解帕金森病病理变化的神经保护作用。在啮齿动物模型中，给予木兰醇处理可以减轻运动功能障碍，减少黑质中多巴胺能神经元的丢失，并抑制α-突触核蛋白的聚集，这一作用可能与其抑制线粒体功能障碍和免疫反应有关（Chen等人，2018年；Shen等人，2024年；Zhong等人，2024年）。实验数据还表明，木兰醇可通过阻断NF-κB信号通路来抑制NLRP3活化的起始阶段（Wang等人，2023年）。不过，木兰醇是否能够减轻脂多糖与罗滕酮联合毒素引发的神经炎症及其具体作用机制，仍有待进一步研究。

在本研究中，我们探讨了木兰醇是否通过靶向环孢素D来破坏线粒体DNA-NLRP3轴，从而在类似帕金森病的模型中发挥神经保护作用。我们利用脂多糖和罗滕酮共同诱导的体内及体外帕金森病模型，研究了木兰醇对小胶质细胞NLRP3炎性小体活化、线粒体功能以及线粒体DNA释放的影响，同时还分析了木兰醇与环孢素D之间的潜在相互作用。本研究旨在揭示木兰醇阻断线粒体危险信号并减轻神经炎症的新机制，从而为基于环孢素D的帕金森病治疗策略提供理论支持。