新补骨脂异黄酮通过调节SIRT1改善Aβ25-35诱导小鼠的记忆缺陷和脑损伤

Neobavaisoflavone Ameliorates Memory Deficits and Brain Damage in Aβ25-35-Induced Mice by Regulating SIRT1.

作者信息Fengxiao Hao, Mengnan Zeng, Bing Cao, Xiwen Liang, Kaili Ye, Xinmian Jiao, Weisheng Feng, Xiaoke Zheng
PMID39392360
发布时间2024-10
DOI10.1111/cns.70068

实验完整度

包含体内Aβ25-35诱导小鼠模型(行为学、病理、生化检测)和体外N9细胞及N2a-APP695细胞基因沉默验证,并涉及网络药理学与分子对接,证据层级独立。

主要模型

Aβ25-35诱导的C57BL/6J小鼠AD模型 N9小胶质细胞 N2a-APP695细胞

重点核对

Aβ25-35肽浓度200 μM,脑室内注射,3天恢复后分组 给药方式:口服灌胃,NBIF低剂量15 mg/kg/天,高剂量30 mg/kg/天,多奈哌齐10 mg/kg/天,持续28天 N9细胞Aβ25-35处理浓度0.1 μM,NBIF处理浓度梯度(0.1-30 μM) SIRT1沉默使用siRNA转染,转染后4-6小时更换培养基

摘要

背景:阿尔茨海默病(AD)是老年人常见的慢性神经退行性疾病,目前尚无能够阻止或逆转其进展的特异性治疗方法。新补骨脂异黄酮(NBIF)是一种黄酮类化合物,已被证明具有神经保护作用,但其在AD中的作用尚未揭示。本研究探讨了NBIF对Aβ25‐35诱导的脑损伤的作用及机制。方法:本实验中,通过注射Aβ25‐35肽(200 μM,icv)建立AD小鼠模型,并口服给予多奈哌齐(Don,10 mg/kg/天)、NBIF‐L(15 mg/kg/天)和NBIF‐H(30 mg/kg/天)治疗4周。检测小鼠的学习记忆、海马病理变化、病理标志物、凋亡、氧化应激、炎症和免疫细胞。网络药理学结合GEO数据库鉴定出SIRT1是NBIF干预AD的关键靶点,并检测了SIRT1、p‐STAT3和FOXO1的水平。此外,在Aβ25‐35诱导的N9细胞和N2a‐APP69细胞中,研究了SIRT1转染沉默对NBIF的拮抗活性,以评估NBIF引起的作用是否由SIRT1介导。结果:结果表明,NBIF改善了学习记忆和海马神经元损伤,减少了病理标志物、凋亡、氧化应激和神经炎症,并调节了免疫细胞。SIRT1是NBIF干预AD的关键靶点,NBIF上调SIRT1并降低p‐STAT3和FOXO1的表达水平。此外,沉默SIRT1有效降低了NBIF对Aβ25‐35诱导的N9细胞和N2a‐APP69细胞的保护作用,表明NBIF对AD的保护作用与SIRT1相关。结论:NBIF通过抑制凋亡、氧化应激和神经炎症改善Aβ25‐35诱导的脑损伤,这可能通过SIRT1信号介导。这些发现为NBIF治疗AD提供了理论基础,并有助于促进AD临床治疗药物的开发。

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
NBIF是否对Aβ25-35诱导的AD脑损伤具有保护作用,以及其潜在机制是否涉及SIRT1信号通路。
核心机制
NBIF通过上调SIRT1,抑制STAT3磷酸化和FOXO1表达,从而抑制凋亡、氧化应激和神经炎症。
主要证据
在Aβ25-35诱导的小鼠中,NBIF改善了行为学表现、减轻海马神经元损伤、降低Aβ和p-Tau水平、抑制凋亡和氧化应激、调节免疫细胞;在N9细胞和N2a-APP695细胞中,SIRT1沉默逆转了NBIF的保护作用。
研究意义
研究表明NBIF可能成为治疗AD的潜在药物,为AD药物开发提供理论依据。

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

建立AD小鼠模型及给药

评估NBIF对Aβ25-35诱导的AD小鼠脑损伤的保护作用。

C57BL/6J小鼠脑室内注射Aβ25-35(200 μM)建立AD模型,术后3天随机分为模型、多奈哌齐(10 mg/kg)、NBIF低剂量(15 mg/kg)、NBIF高剂量(30 mg/kg)组,灌胃给药28天。

2

行为学测试

评估NBIF对AD小鼠学习记忆和认知功能的影响。

进行旷场实验(OFT)、新物体识别实验(NOR)和Morris水迷宫实验(MWM),记录运动距离、探索指数、逃避潜伏期等。

3

组织病理学检测

观察NBIF对海马神经元损伤的影响。

脑组织固定、包埋、切片后,进行H&E和Nissl染色,显微镜下观察海马神经元形态变化并计数。

4

生化指标检测

检测NBIF对AD小鼠脑内病理标志物、氧化应激和炎症因子的影响。

制备10%脑组织匀浆,检测Aβ1-40、Aβ1-42、p-Tau、T-SOD、GSH-Px、MDA、TNF-α、IL-10、IL-1β水平。

5

流式细胞术检测凋亡、ROS和线粒体膜电位

评估NBIF对细胞凋亡、氧化应激和线粒体功能的影响。

从小鼠脑组织分离原代海马细胞,使用PE Annexin V凋亡试剂盒、ROS检测试剂盒和JC-1试剂盒处理,并通过Flowsight或流式细胞仪检测。

6

免疫细胞检测

检测NBIF对AD小鼠外周血免疫细胞比例的影响。

从小鼠血液中分离细胞,使用抗体标记Treg、Th、Tc、NK和MDSC细胞,通过流式细胞仪分析。

7

Western blot检测蛋白表达

检测NBIF对相关信号通路蛋白表达的影响。

提取脑组织蛋白,BCA定量,SDS-PAGE电泳,转PVDF膜,孵育一抗和二抗,Odyssey扫描成像。

8

网络药理学和GEO分析

预测NBIF治疗AD的靶点和通路。

使用PharmMapper、Swiss Target Prediction等数据库收集NBIF和AD靶点,构建PPI网络,进行KEGG和GO富集分析;从GEO获取GSE142633数据集分析SIRT1表达。

9

分子对接

分析NBIF与SIRT1的结合模式。

使用SIRT1蛋白结构(PDB:4IF6)和NBIF进行分子对接,分析结合亲和力和相互作用。

10

体外细胞实验

验证NBIF对Aβ25-35诱导的细胞损伤的保护作用及SIRT1介导机制。

N9细胞和N2a-APP695细胞用Aβ25-35和不同浓度NBIF处理,MTT检测细胞活力;SIRT1 siRNA敲低后,检测凋亡、ROS、JC-1及通路蛋白表达。

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
Aβ25-35肽Sangon Biotech Co., Ltd.--
多奈哌齐Shanghai Yuanye Biotechnology Co., Ltd.110119-84-1
新补骨脂异黄酮Taoshu41060-15-5
GFAP抗体ServicebioGB11096
Iba1抗体ServicebioGB113502
小鼠Aβ1-42 ELISA试剂盒MeimianMM-0220M1
小鼠Aβ1-40 ELISA试剂盒MeimianMM-0461M1
小鼠p-Tau ELISA试剂盒MeimianMM-45352M1
总超氧化物歧化酶试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA001-3-2
谷胱甘肽过氧化物酶试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA005-1-2
丙二醛试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA003-1-2
ABplex小鼠4重定制panelABclonalRK04381
PE Annexin V凋亡检测试剂盒BD Biosciences559763
活性氧检测试剂盒SolarbioCA1410
JC-1线粒体膜电位检测试剂盒SolarbioM8650
抗CD4抗体Invitrogen11-0041-85
抗CD25抗体Invitrogen12-0251-81
抗FOXP3抗体Invitrogen17-5773-82
抗CD8a抗体Invitrogen11-0081-85
抗CD4抗体Invitrogen12-0041-82
抗CD3e抗体Invitrogen17-0031-82
抗NK1.1抗体Invitrogen12-5941-82
抗CD11b抗体Invitrogen17-0112-81
抗Ly-6G抗体Invitrogen12-9668-82
BCA蛋白提取试剂盒Solarbio--
BACE1抗体Cell Signaling Technology5606S
ADAM10抗体Biossbs-3574R
SIRT1抗体Biossbs-0921R
p-STAT3抗体Biossbs-1658R
STAT3抗体Cell Signaling Technology9139S
FOXO1抗体Biossbs-9439R
Caspase-3抗体Abcamab13847
Caspase-9抗体Abcamab202068
Bax抗体Abcamab32503
Bcl-2抗体Abcamab59348
GAPDH抗体ServicebioGB15002
β-Tubulin抗体ProteintechI0094-I-AP
Odyssey CLx红外荧光扫描成像系统LI-COR--
RPMI-1640培养基Gibco31800-022
DMEM培养基Gibco12100-061
胎牛血清CellCookCM1002L
GP-transfect-Mate转染试剂GenePharmaG04008
总RNA提取试剂盒SolarbioR1200
SweScript RT I第一链cDNA合成试剂盒ServicebioG3330-100
2×通用SYBR Green qPCR预混液ServicebioG3326-15
甲基噻唑基二苯基四氮唑溴盐(MTT)----
APP抗体Abcamab32136

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
动物模型建立与给药
Aβ25-35浓度、注射方式(icv)、动物品系、性别、年龄、给药剂量、给药方式、给药周期
阅读提示:Materials and Methods 2.2 Animals
行为学测试
OFT、NOR、MWM的具体参数(测试时间、记录时长、平台位置等)
阅读提示:Materials and Methods 2.3 Behavioral Tests
体外细胞实验
细胞系(N9、N2a-APP695)、培养条件、Aβ25-35处理浓度、NBIF浓度梯度、siRNA转染条件
阅读提示:Materials and Methods 2.13 Cell Culture and Treatment
生化检测
脑组织匀浆制备、ELISA试剂盒种类和货号、检测指标
阅读提示:Materials and Methods 2.6 Biochemical Indicators
分子生物学检测
Western blot一抗信息、ICW条件、RT-qPCR引物序列
阅读提示:Materials and Methods 2.9 Western Blotting, 2.14 In Cell Western, 2.13.3