草莓叶提取物通过恢复氧化还原与线粒体稳态保护多巴胺能神经元

《Frontiers in Nutrition》:Strawberry leaf extract protects dopaminergic neurons by restoring redox and mitochondrial homeostasis

【字体: 时间:2026年09月08日 来源:Frontiers in Nutrition 5.5

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  引言:帕金森病(Parkinson’s disease, PD)是一种以多巴胺能神经元选择性丢失为特征的进行性神经退行性疾病,可改变疾病进程的有效策略仍有限。线粒体功能障碍与氧化应激是PD发病的核心驱动因素,因此靶向这些过程的细胞防御机制十分重要。方法:研究人

  
引言:帕金森病(Parkinson’s disease, PD)是一种以多巴胺能神经元选择性丢失为特征的进行性神经退行性疾病,可改变疾病进程的有效策略仍有限。线粒体功能障碍与氧化应激是PD发病的核心驱动因素,因此靶向这些过程的细胞防御机制十分重要。方法:研究人员使用体外与体内PD模型,考察富含多酚的农业副产品草莓叶提取物(strawberry leaf extract, SLE)的神经保护作用。结果:在SH-SY5Y细胞中,SLE显著减轻鱼藤酮(rotenone)诱导的细胞活力丧失,并抑制细胞内活性氧(reactive oxygen species, ROS)产生。机制上,SLE促进核因子红系2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2, Nrf2)核转位,并上调血红素氧合酶-1(heme oxygenase-1, HO-1)与p62等抗氧化基因表达;药理抑制实验表明AMP活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase, AMPK)激活参与SLE诱导的Nrf2活化。此外,SLE调节线粒体质量控制通路,PINK1、Parkin、LC3与p62等线粒体自噬相关标志物出现时序性改变,并伴随线粒体膜电位恢复。在鱼藤酮诱导的PD小鼠模型中,SLE改善运动障碍,并减轻黑质酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase, TH)阳性多巴胺能神经元丢失。讨论:上述结果共同表明,SLE通过协调调控AMPK-Nrf2信号轴与线粒体质量控制通路发挥神经保护作用,为食物来源生物活性化合物调控神经退行过程提供依据,并显示SLE可作为PD预防或干预的候选物。
研究背景:帕金森病(Parkinson’s disease, PD)是仅次于阿尔茨海默病的常见神经退行性疾病,其核心病理为黑质(substantia nigra)多巴胺能神经元选择性丢失,临床表现为静止性震颤、肌强直、运动迟缓与姿势平衡障碍。当前治疗多为对症治疗,缺乏可延缓或阻止疾病进展的疾病修饰策略。氧化应激与线粒体功能障碍被公认为多巴胺能神经退变的关键驱动因素:线粒体电子传递链受损会增加活性氧(reactive oxygen species, ROS)生成,造成大分子氧化损伤并进一步恶化线粒体功能,形成恶性循环。核因子红系2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2, Nrf2)是细胞抗氧化适应的主控转录因子,可诱导HO-1等保护基因;AMP活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase, AMPK)则是能量感受与代谢调节中枢,并可影响 redox 与自噬相关过程。鱼藤酮(rotenone)通过抑制线粒体复合体Ⅰ建立PD实验模型,能再现TH阳性神经元丢失与运动障碍。草莓(Fragaria × ananassa Duch.)叶片是加工副产物,总多酚含量常高于果实,含鞣花单宁、原花青素、黄酮醇、酚酸及槲皮素与山奈酚衍生物,但其在PD样损伤中的保护机制此前不清楚。因此,研究人员开展本研究,用体外与体内鱼藤酮模型评价草莓叶提取物(strawberry leaf extract, SLE)是否并通过哪些通路保护多巴胺能神经元。
主要技术方法:研究人员以人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞为体外模型,以28只6周龄雄性C57BL/6J小鼠分为对照、鱼藤酮、低剂量SLE(0.07%饲粮)与高剂量SLE(0.13%饲粮)四组,鱼藤酮按10 mg/kg体重每日口服共35天。关键方法包括MTT细胞活力检测、DCFH-DA荧光检测细胞内ROS、定量实时PCR检测HO-1与p62(SQSTM1)mRNA、免疫荧光观察Nrf2核转位、Western blot检测AMPK磷酸化及PINK1/Parkin/LC3/p62蛋白、TMRE荧光评估线粒体膜电位、PI染色观察核形态、体内旋转棒/杆测试/悬丝测试评估运动功能,以及黑质TH免疫组化分析。
研究结果:3.1 鱼藤酮与SLE对SH-SY5Y细胞活力的影响:研究人员用MTT法确定200 nM鱼藤酮可致浓度依赖性活力下降;SLE在0–200 μg/mL无细胞毒性,50与100 μg/mL显著逆转鱼藤酮损伤,不同草莓品种提取物保护效应相近,后续选总多酚最高的Akihime。
3.2 鱼藤酮与SLE对细胞内ROS产生的影响:DCFH-DA染色显示鱼藤酮6 h后绿色荧光增强,SLE共处理显著降低ROS荧光强度,说明SLE抑制氧化应激。
3.3 SLE对HO-1 mRNA表达的影响:实时PCR显示SLE处理6 h后HO-1 mRNA较鱼藤酮组进一步升高,提示Nrf2靶基因被诱导。
3.4 鱼藤酮与SLE对Nrf2核转位的影响:免疫荧光显示对照组Nrf2多在胞质,鱼藤酮组略增,SLE+鱼藤酮组核内Nrf2荧光显著增强,证明SLE促进Nrf2入核。
3.5 AMPK参与SLE诱导的Nrf2核转位:用AMPK抑制剂Compound C后,SLE+鱼藤酮引起的Nrf2核定位增强被削弱,表明AMPK激活是Nrf2转位的上游环节之一。
3.6 SLE对AMPK磷酸化的影响:Western blot显示SLE提高磷酸化AMPK(p-AMPK)与总AMPK比值,即SLE可激活AMPK(Thr172位点磷酸化)。
3.7 鱼藤酮与SLE对p62 mRNA表达的影响:p62(SQSTM1,选择性自噬适配蛋白兼Nrf2正调控因子)mRNA在SLE组升高,提示抗氧化与自噬相关通路被协同调动。
3.8 鱼藤酮与SLE对线粒体自噬相关通路的影响:6 h时Parkin蛋白下降、磷酸化p62/p62比值降低、PINK1略升;24 h时LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值上升、p62蛋白下降,TMRE荧光恢复,说明SLE时序性调节PINK1/Parkin/p62/LC3并改善线粒体膜电位与质量控制。
3.9 SLE对鱼藤酮诱导的死亡相关核形变化的影响:PI染色显示鱼藤酮引起核固缩等异常,SLE共处理使凋亡样核改变比例下降,证实其抗细胞死亡作用。
3.10 鱼藤酮与SLE对小鼠运动障碍的影响:旋转棒测试高剂量SLE在第28天落棒潜伏期优于鱼藤酮组;杆测试T-turn与总下行时间改善;悬丝测试悬挂时间有恢复趋势,说明SLE缓解运动协调与运动迟缓表型。
3.11 鱼藤酮与SLE对黑质TH表达的影响:免疫组化显示鱼藤酮降低黑质TH免疫反应性,SLE减弱该下降,高剂量组保留更明显,提示SLE保护 nigrostriatal 多巴胺能系统。
讨论总结:研究人员指出,SLE的保护不能仅用直接清除自由基解释,更可能来自内源抗氧化系统激活。SLE通过AMPK依赖方式促进Nrf2核转位,上调HO-1,并借p62隔离Keap1增强Nrf2信号;同时以时序方式影响PINK1/Parkin/p62/LC3,恢复线粒体膜电位,减轻凋亡样核改变。体内结果部分印证体外机制,但TH染色强度不等于神经元绝对数量,需立体计数验证。文章也承认未做详细植物化学谱与线粒体自噬流直接证据,未来需HPLC-DAD、LC–MS/MS、药效代动力学与人体研究。草莓叶作为多酚富集副产物,具备可持续功能食品与营养干预价值。该研究发表于《Frontiers in Nutrition》。
结论部分翻译:总之,本研究证明SLE通过激活AMPK–Nrf2信号轴与调控线粒体稳态相关通路发挥神经保护作用;这些效应伴随氧化应激抑制、线粒体功能改善以及体外与体内PD模型中神经元损伤减轻。上述结果为了解SLE作为食物来源策略以增强神经元对抗退行应激的韧性提供机制见解;仍需研究鉴定活性成分、阐明其药代属性并确立转化潜力。
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