山茱萸苷通过调控反应性星形胶质细胞是治疗阿尔茨海默病的潜在药物

Cornuside Is a Potential Agent against Alzheimer's Disease via Orchestration of Reactive Astrocytes

作者信息Jun-Zhuo Shi, Xiao-Ming Zheng, Yun-Feng Zhou, Lu-Yao Yun, Dong-Mei Luo, Jiao-Jiao Hao, Peng-Fei Liu, Wei-Ku Zhang, Jie-Kun Xu, Yi Yan, Xin-Mei Xie, Yang-Yang He, Xiao-Bin Pang
PMID35956355
期刊Nutrients
发布时间2022-08-03
DOI10.3390/nu14153179

实验完整度

研究包含体内3×Tg-AD小鼠模型和体外C6细胞实验,涉及行为学、病理染色、分子检测及机制验证(抑制剂和基因沉默),涵盖多个证据层级。

主要模型

3×Tg-AD小鼠(APP/PS1/Tau三转基因AD模型) C6大鼠胶质瘤细胞 BV2小胶质细胞

重点核对

野生型小鼠背景:C57BL/6J 山茱萸苷给药剂量:10 mg/kg和20 mg/kg,腹腔注射,每日一次,持续4周 体外实验中山茱萸苷浓度为10 μmol/L MCM制备:BV2细胞经2 μg/mL LPS处理24小时 PI3K抑制剂LY294002浓度:10 μM,预处理4小时

摘要

山茱萸苷是从山茱萸中提取的一种环烯醚萜苷,具有抗炎、抗氧化、抗线粒体功能障碍和神经保护活性。本研究采用三转基因阿尔茨海默病小鼠模型(3×Tg-AD)探讨山茱萸苷对记忆缺陷的有益作用及潜在机制。我们发现山茱萸苷显著减轻神经元损伤、减少淀粉样斑块病理、抑制Tau磷酸化并修复突触损伤。此外,山茱萸苷降低了白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和一氧化氮(NO)的释放,降低了丙二醛(MDA)水平,并增加了超氧化物歧化酶(SOD)活性和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)水平。山茱萸苷还显著减少星形胶质细胞活化,并通过AKT/Nrf2/NF-κB信号通路调节A1/A2表型。我们进一步证实LY294002和Nrf2沉默可阻断山茱萸苷介导的C6细胞在脂多糖(LPS)诱导的小胶质细胞条件培养基(MCM)作用下的表型转换,表明山茱萸苷对星形胶质细胞活化的作用依赖于AKT/Nrf2/NF-κB信号。总之,山茱萸苷可能通过AKT/Nrf2/NF-κB轴调节星形胶质细胞的表型转换,抑制神经炎症和氧化应激,改善突触可塑性,并减轻小鼠的认知障碍。我们目前的工作为进一步研究和开发山茱萸苷作为AD管理的候选药物提供了实验基础。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
探索山茱萸苷对3×Tg-AD小鼠认知功能的影响及潜在机制,特别是其对星形胶质细胞活化及A1/A2表型转换的调控作用。
核心机制
山茱萸苷通过激活AKT/Nrf2通路并抑制NF-κB信号,调节星形胶质细胞从A1神经毒性表型向A2神经保护表型转换,从而抑制神经炎症和氧化应激,改善突触可塑性和认知功能。
主要证据
山茱萸苷(20 mg/kg)显著改善3×Tg-AD小鼠空间学习和记忆能力(Morris水迷宫),减少Aβ斑块和Tau磷酸化,恢复BDNF、SYP和PSD95水平;在C6细胞中,LY294002和Nrf2沉默阻断山茱萸苷对MCM诱导的A1/A2表型转换和炎症反应的保护作用。
研究意义
研究表明山茱萸苷可能通过AKT/Nrf2/NF-κB轴调节星形胶质细胞表型转换,为AD的治疗提供候选药物和实验基础。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

体内药效评估

评估山茱萸苷对3×Tg-AD小鼠认知功能、病理改变及星形胶质细胞活化的影响。

将3×Tg-AD小鼠随机分为载体组和山茱萸苷低(10 mg/kg)、高(20 mg/kg)剂量组,WT小鼠作为对照组,腹腔注射给药4周。进行Morris水迷宫测试评估认知功能;采用硫黄素S染色、Nissl染色、免疫组化、免疫荧光双标、Western blot和ELISA检测Aβ斑块、Tau磷酸化、神经元形态、星形胶质细胞标记(GFAP、C3、S100A10)及炎症和氧化应激指标。

2

体外星形胶质细胞表型转换研究

验证山茱萸苷对MCM诱导的C6细胞A1/A2表型转换的影响。

用LPS刺激BV2细胞制备MCM,处理C6细胞,并加入山茱萸苷(10 μmol/L),检测C3和S100A10 mRNA表达,以及炎症因子、氧化应激指标。

3

机制验证

验证山茱萸苷对AKT/Nrf2/NF-κB信号通路的作用及依赖性。

在C6细胞中,使用PI3K抑制剂LY294002预处理,或转染Nrf2 siRNA,检测p-AKT、核Nrf2、IκB-α、p-NF-κB p65蛋白表达,以及A1/A2标记物和炎症、氧化应激指标。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
山茱萸苷中国友好医院临床医学研究所纯度≥98%,分子式C24H30O14
小鼠Aβ1-40 ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-M3009
小鼠Aβ1-42 ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-M3010
小鼠IL-1β ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-M0037c
小鼠IL-6 ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-M2453c
小鼠TNF-α ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-M3063
大鼠IL-1β ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-R0012c
大鼠IL-6 ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-R0896c
大鼠TNF-α ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-R2856c
抗Tau(磷酸化Ser396)抗体Proteintechab32057
抗GFAP抗体Proteintech60190-1-Ig
抗C3抗体Proteintech21337-1-AP
抗S100A10抗体Proteintech11250-1-AP
抗iNOS抗体Proteintech18985-1-AP
抗PSD95抗体Proteintech20665-1-AP
抗Nrf2抗体Proteintech16396-1-AP
抗Histone-H3抗体Proteintech17168-1-AP
抗GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
抗β-actin抗体Proteintech60004-1-Ig
抗Iba1抗体FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation019-19741
抗SYP抗体Boster Biological TechnologyPB0462
抗p-NF-κB p65抗体Cell Signaling Technology#3033
抗p-AKT (Ser473)抗体Cell Signaling Technology#4060
抗AKT抗体Cell Signaling Technology#4691
抗IκB-α抗体Cell Signaling Technology#4814
抗NF-κB p65抗体Cell Signaling Technology#8242
山羊抗兔二抗Cell Signaling Technology#7074
山羊抗小鼠二抗Cell Signaling Technology#7076
F12k培养基----
DMEM培养基Thermo Fisher Scientific--
胎牛血清Zeta Life, Inc.--
青霉素----
链霉素----
脂多糖----
脂多糖----
TRIzol试剂Invitrogen--
转录第一链cDNA合成试剂盒Vazyme--
ChamQ通用SYBR Master MixVazyme--
实时PCR系统(StepOnePlus)Vazyme--
一氧化氮检测试剂盒Jiancheng Bioengineering Institute--
丙二醛检测试剂盒Jiancheng Bioengineering Institute--
谷胱甘肽过氧化物酶比色法检测试剂盒Elabscience Biotechnology--
总超氧化物歧化酶比色法检测试剂盒Elabscience Biotechnology--
BCA蛋白定量试剂盒Solarbio Science & Technology--
PVDF膜----
尼氏染液Beyotime Biotechnology#C0117
DAPI----
抗荧光衰减封片剂Solarbio--
山羊抗小鼠IgG H&L(Alexa Fluor 555)----
山羊抗兔IgG H&L(Alexa Fluor 488)----
奥林巴斯荧光显微镜(Olympus IX53)Olympus--
ZS-001分析仪----
Nanodrop-2000分光光度计----
C6细胞Saibai Kang Biotechnology Co., Ltd.--
BV2细胞Saibai Kang Biotechnology Co., Ltd.--
3×Tg-AD小鼠Academy of Military Medical Sciences of China's Laboratory Animal Center--
野生型(C57BL/6J)小鼠Sibeifu Biotechnology--
LY294002----
Nrf2 siRNA----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物实验
小鼠品系、年龄、饲养条件、分组、给药剂量、给药途径和持续时间
阅读提示:2.2. Animals, 2.3. Experimental Design
Morris水迷宫
水池尺寸、水温、平台位置、训练次数、训练天数、探针测试时间
阅读提示:2.4. Morris Water Maze Test
组织学染色
切片厚度、染色时间、试剂浓度(Thioflavin S、DAPI等)
阅读提示:2.6. Thioflavin S-Staining, 2.7. Immunohistochemical Staining, 2.8. Immunofluorescence Double Staining
细胞培养
细胞系来源、培养基成分、血清浓度、培养条件
阅读提示:2.9. Cell Culture
MCM制备
LPS浓度、处理时间
阅读提示:2.10. Preparation of MCM
体外药物处理
山茱萸苷浓度、处理时间
阅读提示:3.8. Cornuside Regulated A1/A2 Phenotypic Switch of C6 Cells Induced by MCM
机制验证
LY294002浓度、预处理时间、Nrf2 siRNA转染浓度和时间
阅读提示:3.9. Cornuside Protected C6 Cells Induced by MCM via AKT/Nrf2/NF-κB
Western blot
抗体稀释比例、蛋白上样量、封闭条件、孵育时间
阅读提示:2.15. Western Blot
RT-qPCR
引物序列、内参基因、分析方法
阅读提示:2.11. Real-Time Quantitative PCR, Supplementary Table S1
ELISA和氧化应激指标
试剂盒来源、检测波长、样品处理方法
阅读提示:2.12. ELISA, 2.13. NO Testing, 2.14. Measurement of MDA, SOD, and GSH-Px
统计分析
统计方法(ANOVA、Kruskal-Wallis等)、显著性水平
阅读提示:2.16. Statistical Analysis