加味孔圣枕中丹通过 S100A10/tPA/BDNF 通路减轻慢性脑低灌注诱导的海马突触损伤

Jiawei Kongsheng Zhenzhong Pill (JKZP) Alleviates Chronic Cerebral Hypoperfusion-Induced Hippocampal Synaptic Damage via S100A10/tPA/BDNF Pathway.

作者信息Qiaolan Wu, Yang Zhou, Chunxue Ou, Zu Gao, Xiaolin Wu, Yue Zhao, Yuan Wang, Zhichun Wu, Huayun Yu
PMID39957398
发布时间2025-02
DOI10.1002/brb3.70328

实验完整度

包含体内BCCAO大鼠模型、体外OGD/R原代神经元模型、S100A10敲低实验及Q-Orbitrap HRMS成分分析,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

Wistar大鼠MCI模型(逐步BCCAO) 原代海马神经元OGD/R模型 S100A10敲低慢病毒感染的原代海马神经元

重点核对

逐步BCCAO手术制备MCI大鼠模型,分Sham、MCI、JKZP、EGB761组 JKZP给药剂量11.34 g/kg,灌胃,每日一次,持续60天 OGD/R模型:原代海马神经元缺氧0.5小时,5% JKZP含药血清处理 S100A10敲低慢病毒感染MOI=80,片段sh-3 行为学检测:Morris水迷宫、新物体识别、跳台实验

摘要

目的:评估加味孔圣枕中丹(JKZP)对缺血性轻度认知障碍(MCI)大鼠的作用,并探讨其潜在机制。方法:采用 Q-Orbitrap 高分辨质谱(HRMS)分析 JKZP 的成分。通过逐步双侧颈总动脉闭塞(BCCAO)制备 MCI 大鼠模型。测量认知功能、海马病理损伤、树突棘损伤、突触相关及 S100 钙结合蛋白 A10(S100A10)/组织型纤溶酶原激活剂(tPA)/脑源性神经营养因子(BDNF)通路相关分子的改变。原代海马神经元遭受氧糖剥夺/复氧(OGD/R)损伤,并采用含 JKZP 血清进行治疗。利用 RNAi 技术构建 S100A10 敲低的慢病毒感染神经元,以研究 JKZP 是否通过 S100A10/tPA/BDNF 通路发挥其抗 MCI 作用。结果:通过 Q-Orbitrap HRMS 技术共鉴定出 64 个主要成分,包括 β-细辛醚、阿魏酸、马钱苷、川芎内酯 H 和隐丹参酮。JKZP 对增强 MCI 大鼠的认知能力有显著影响。JKZP 减少海马 CA1 区神经元和突触结构的损伤,逆转树突棘的减少,并增加突触相关蛋白如突触素(SYN)、生长相关蛋白 43(GAP43)和突触后密度蛋白 95(PSD95)的表达。此外,JKZP 处理通过激活 S100A10/tPA 显著降低了 BDNF 前体蛋白(proBDNF)/成熟 BDNF(mBDNF)的蛋白比例,这在体外原代海马神经元中得到证实。此外,sh-S100A10 大大减弱了 JKZP 对 OGD/R 介导的突触损伤的抑制作用,降低了 tPA 的活性,从而改善了下游通路靶点 proBDNF/mBDNF 的比例。结论:这些结果表明,JKZP 通过减轻突触损伤和激活 S100A10/tPA/BDNF 通路促进慢性脑缺血后的神经恢复,从而为抗 MCI 提供了新的视角和坚实的基础。

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
加味孔圣枕中丹是否通过S100A10/tPA/BDNF通路调节proBDNF/mBDNF平衡,从而减轻慢性脑低灌注引起的海马突触损伤并改善认知功能?
核心机制
JKZP通过激活S100A10/tPA,促进proBDNF向mBDNF转化,降低proBDNF/mBDNF比例,调节下游TrkB和P75NTR信号,从而改善突触可塑性。
主要证据
体内实验显示JKZP改善MCI大鼠认知功能,减轻海马CA1区病理损伤,增加树突棘密度和突触相关蛋白表达,并激活S100A10/tPA;体外实验显示JKZP含药血清逆转OGD/R诱导的突触损伤,而S100A10敲低消除了JKZP的保护作用。
研究意义
研究为JKZP治疗认知障碍疾病提供了理论基础,并为中医药‘补肾生髓’的生物学机制提供新见解。

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

JKZP成分分析

鉴定JKZP水提物及含药血清中的主要化学成分和入血成分。

采用Q-Orbitrap高分辨质谱对JKZP水提物、含药血清和空白血清进行分析,通过数据库比对和文献对照鉴定化合物。

2

MCI大鼠模型制备与药物干预

建立慢性脑低灌注诱导的MCI大鼠模型,并评估JKZP的治疗效果。

通过逐步BCCAO手术制备MCI模型,术后分组灌胃给予JKZP(11.34 g/kg)、EGB761(16.8 mg/kg)或等量生理盐水,持续60天。

3

行为学评估

评估JKZP对MCI大鼠学习记忆和认知功能的影响。

在给药30天和60天进行行为学测试,包括Morris水迷宫、新物体识别和跳台实验。

4

海马组织病理和突触形态分析

观察JKZP对海马CA1区神经元损伤和突触形态的影响。

通过HE染色观察组织病理,Golgi染色观察树突棘密度,透射电镜观察突触超微结构,免疫荧光检测突触相关蛋白表达。

5

S100A10/tPA/BDNF通路分子检测

验证JKZP对S100A10/tPA/BDNF通路相关分子表达的影响。

通过Western blot、RT-qPCR和ELISA检测海马组织和细胞中S100A10、tPA、proBDNF/mBDNF、TrkB、P75NTR等表达。

6

体外OGD/R模型验证

在体外验证JKZP对OGD/R损伤的原代海马神经元的保护作用。

培养原代海马神经元,建立OGD/R模型,给予JKZP含药血清处理,检测细胞活力和突触相关蛋白表达。

7

S100A10敲低验证机制

通过敲低S100A10验证JKZP的作用是否依赖S100A10/tPA通路。

使用慢病毒shRNA敲低原代海马神经元中的S100A10,然后进行OGD/R和JKZP处理,检测突触蛋白和通路分子。

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
Neurobasal培养基Thermo Fisher Scientific21103049
B27无血清添加剂(50X)Thermo Fisher Scientific17504044
GlutaMAX添加剂Thermo Fisher Scientific35050061
胎牛血清Thermo Fisher Scientific10099-141
胰蛋白酶Keygen BiotechKGM25200
青霉素-链霉素Keygen BiotechKGY0023
无糖DMEM培养基Pricella BiotechPM150271
细胞计数试剂盒-8Biosharp BiotechBS350B
高尔基染色试剂盒ServicebioG1069
曲拉通X-100SolarbioT8200
山羊血清SolarbioSL038
tPA ELISA试剂盒Jianglai BiotechJL10999
RNA提取试剂VazymeR401-01
逆转录预混液VazymeR323-01
SYBR qPCR预混液VazymeQ711-02
BCA蛋白定量试剂盒Seven BiotechSW101-02
ECL化学发光试剂SparkjadeED0015-B
GAP43抗体Abcamab75810
SYN抗体Abcamab32127
Neun抗体Abcamab177487
MAP2抗体Abcamab254264
GAPDH抗体Abcamab8245
PSD95抗体Proteintech12369-1-AP
tPA抗体Proteintech10147-1-AP
BDNF抗体Proteintech28205-1-AP
TrkB抗体Proteintech13129-1-AP
P75NTR抗体Proteintech55014-1-AP
Sortilin抗体Proteintech12369-1-AP
β-actin抗体ProteintechHRP-60008
S100A10抗体Zen-Bio201226
S100A10 RNAi慢病毒GeneChem--
异氟烷----
青霉素钠----
银杏叶提取物EGB761--H20140768
Ultimate 3000 RS超高效液相色谱仪Thermo Fisher Scientific--
Q Exactive高分辨质谱仪Thermo Fisher Scientific--
XB-C18色谱柱Welch--
冷冻干燥机PogsonFD-1A-50
三气培养箱ThermoForma steri-cycle i160

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
JKZP成分分析
液质联用分析条件(色谱柱、流动相梯度、质谱参数)
阅读提示:见Methods 2.5 和 Table 2
动物模型与给药
BCCAO手术步骤、JLZP剂量(11.34 g/kg)、EGB761剂量(16.8 mg/kg)、给药途径(灌胃)和持续时间(60天)
阅读提示:见Methods 2.6
行为学测试
MWM、NOR、SDT的具体参数(平台位置、训练天数、观察时间等)
阅读提示:见Methods 2.7-2.9
组织学分析
HE、Golgi染色、电镜、免疫荧光的具体操作步骤和抗体浓度
阅读提示:见Methods 2.10-2.13
体外OGD/R模型
原代海马神经元培养方法、OGD时间(0.5小时)、JKZP含药血清浓度(5%)
阅读提示:见Methods 2.14 和 Figure 7
S100A10敲低实验
慢病毒感染MOI(80)、敲低片段(sh-3)、分组设计
阅读提示:见Methods 2.20 和 Figure 8