苓桂术甘汤在体内外通过调控mTOR/p70s6K通路增强阿尔茨海默病的自噬

Lingguizhugan decoction enhances autophagy of Alzheimer's disease via regulating the mTOR/ p70s6K pathway in vivo and in vitro.

作者信息Xiaojing Chen, Qingrong Tian, Min Gao, Xibin Zhou, Chunxiang Zhou
PMID39911633
发布时间2025-01-22
DOI10.3389/fnagi.2025.1478199

实验完整度

高

包含体内(APP/PS1小鼠)和体外(Aβ25-35诱导SH-SY5Y细胞)两个独立证据层级,并通过Western blot、TEM、MDC染色等方法进行功能验证和机制验证。

主要模型

APP/PS1转基因小鼠 Aβ25-35诱导的SH-SY5Y细胞 LGZG含药血清(LMS)处理原代细胞(体外模型)

重点核对

LGZG剂量:低剂量1.75 g/kg/d,中剂量3.5 g/kg/d,高剂量7.0 g/kg/d(灌胃) 体外模型:20 μM Aβ25-35诱导SH-SY5Y细胞36小时建立自噬缺陷模型 LMS制备:SD大鼠灌胃LGZG 1.2、2.4、4.8 g/kg,每日两次,连续7天 自噬抑制剂3-MA浓度:5 mM mTOR通路蛋白检测:Western blot检测p-mTOR、p70S6K、4EBP1表达

摘要

背景:苓桂术甘汤(LGZG)已被报道通过抗炎和转运淀粉样蛋白-β(Aβ)来治疗阿尔茨海默病(AD)。方法:以APP/PS1转基因小鼠作为体内模型,通过口服灌胃给予LGZG汤剂。以Aβ25-35诱导的SH-SY5Y细胞作为体外模型,然后加入LGZG含药血清(LMS),观察LGZG对AD自噬相关通路的调节作用。使用Morris水迷宫(MWM)评估小鼠的学习记忆能力。对小鼠海马组织切片进行免疫组化染色,观察海马Aβ沉积。透射电子显微镜观察自噬体和自噬溶酶体。Western blot分析检测beclin-1、p62和微管相关蛋白轻链3II(LC3 II)以及mTOR信号通路的蛋白表达水平。结果:LGZG能显著改善APP/PS1小鼠的学习记忆能力,并在体内和体外增强自噬。LGZG增加了beclin-1和LC3 II的水平,降低了p62的水平。结论:LGZG通过抑制mTOR/p70s6K信号通路增强自噬,在AD中显示出治疗潜力。

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
苓桂术甘汤(LGZG)是否通过调控mTOR/p70s6K通路增强自噬,从而改善阿尔茨海默病(AD)的病理和认知功能?
核心机制
LGZG通过抑制mTOR信号通路,降低p-mTOR和p70S6K水平,升高4EBP1水平,从而增强自噬,促进Aβ清除。
主要证据
在APP/PS1小鼠中,LGZG改善认知功能、减少Aβ沉积、增加自噬溶酶体数量,并上调Beclin-1和LC3 II、下调p62;在Aβ25-35诱导的SH-SY5Y细胞中,LMS增强细胞活力、增加自噬囊泡,并调节自噬相关蛋白,这些效应被3-MA部分逆转。
研究意义
LGZG可能为AD治疗提供潜在的新方法,通过调控自噬通路发挥神经保护作用。

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

LGZG成分鉴定

验证所用LGZG汤剂的化学成分,确保实验用药的可靠性。

采用HPLC分析LGZG汤剂成分,与标准品对照,鉴定出6种成分。

2

体内动物实验:评估LGZG对APP/PS1小鼠认知功能和Aβ病理的影响

评估LGZG对AD模型小鼠学习记忆能力和海马Aβ沉积的影响。

APP/PS1小鼠随机分为5组,灌胃给予LGZG(低、中、高剂量)或阳性药多奈哌齐,通过Morris水迷宫评估认知功能,免疫组化检测海马Aβ沉积。

3

体内超微结构观察及自噬蛋白检测

观察LGZG对小鼠海马神经元超微结构及自噬相关蛋白表达的影响。

透射电镜观察海马组织超微结构;Western blot检测海马组织中Beclin-1、LC3 II、p62及mTOR通路蛋白的表达。

4

体外细胞模型建立及LGZG含药血清干预

建立Aβ25-35诱导的SH-SY5Y细胞自噬缺陷模型,并观察LMS的调控作用。

以20 μM Aβ25-35诱导SH-SY5Y细胞36小时,建立自噬缺陷模型;制备LGZG含药血清,分组干预细胞,检测细胞活力、自噬囊泡和自噬相关蛋白表达。

5

体外机制验证:mTOR通路蛋白表达

验证LMS是否通过调控mTOR/p70s6K通路影响自噬。

Western blot检测细胞中mTOR、p-mTOR、p70S6K、4EBP1的表达,比较各处理组的差异。

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。

验证样本或模型特征
验证行为学功能
验证病理特征
验证分子表达变化
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
APP/PS1小鼠Pizhou Dongfang Breeding Co., Ltd.SCXK
SD大鼠Hangzhou Medical CollegeSCXK
茯苓Jiangsu Lianshui Pharmaceutical Co., Ltd.231011
桂枝Jiangsu Lianshui Pharmaceutical Co., Ltd.230721
白术Jiangsu Lianshui Pharmaceutical Co., Ltd.230831
甘草Jiangsu Lianshui Pharmaceutical Co., Ltd.230501
Waters高效液相色谱仪Waterse2695
Waters C18色谱柱Waters--
SQSTM1/p62 (D1Q5S) 兔单克隆抗体Cell Signaling Technology39749
GAPDH (D16H11) XP® 兔单克隆抗体Cell Signaling Technology5174
mTOR (7C10) 兔单克隆抗体Cell Signaling Technology2983
磷酸化mTOR (Ser2448; D9C2) XP® 兔单克隆抗体Cell Signaling Technology5536
p70S6激酶 (49D7) 兔单克隆抗体Cell Signaling Technology2708
4E-BP1 (53H11) 兔单克隆抗体Cell Signaling Technology9644
抗β淀粉样蛋白1-42抗体 [mOC98]Abcamab201061
山羊抗兔IgG H&L(HRP)Abcamab205718
抗LC3 II抗体Abcamab48394
山羊正常血清Cell Signaling Technology5425
SH-SY5Y细胞Procell Life Science and Engineering Co., Ltd.CL-0208
胎牛血清--164210-500
MEM/F12培养基--PM151220
青霉素/链霉素--PB180120
β-淀粉样蛋白25-35Shanghaiyuanye Bio-Technology Co., Ltd.S41991
3-甲基腺嘌呤----
雷帕霉素----
JEOL JEM-1400 EX透射电子显微镜JEOLJEM-1400
Bio-Rad化学发光成像系统Bio-Rad--
RIPA裂解液----
PVDF膜----
ECL底物----

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
LGZG制备与鉴定
药材比例(4:3:2:2)、提取方法(8倍蒸馏水煎煮2次,每次2小时)、浓缩浓度(1 g/ml)、HPLC条件
阅读提示:Methods 2.2节,Table 1
动物分组与给药
APP/PS1小鼠月龄(5月龄)、性别(雄性)、体重(26-32g)、随机分组(5组)、LGZG剂量(1.75、3.5、7.0 g/kg/d)、给药方式(灌胃)、给药时长
阅读提示:Methods 2.1节,Figure 2A
LMS制备
SD大鼠周龄(8周)、体重(220-250g)、分组(4组,每组8只)、LGZG剂量(1.2、2.4、4.8 g/kg)、给药频率(每日两次,连续7天)、采血时间(末次给药后1.5小时)、血清处理(56°C灭活30分钟,0.22 μm过滤)
阅读提示:Methods 2.4节
体外细胞模型
SH-SY5Y细胞密度(5×10^5/孔)、Aβ25-35浓度(20 μM)、诱导时间(36小时)、LMS浓度(10%)、3-MA浓度(5 mM)、Rapa浓度(100 nM)
阅读提示:Methods 2.6、2.7节,Figure 6图注
Western blot
抗体稀释比(Beclin-1、LC3 II、p62、mTOR、p-mTOR、p70S6K、4EBP1均为1:1000,β-actin 1:10000)、内参(GAPDH或β-actin)
阅读提示:Methods 2.11节