大补阴丸和牵正散通过激活Keap1/Nrf2/HO-1通路正向调节氧化应激来缓解帕金森病

Da-Bu-Yin-Wan and Qian-Zheng-San Alleviate Parkinson's Disease by Activating the Keap1/Nrf2/HO-1 Pathway to Positively Regulate Oxidative Stress.

作者信息Huimin Zhu, Zijian Liu, Jing Feng, Die Hu, Xia Li, Zhenyu Guo, Xueying Zhu, Cong Gai
PMID41363052
发布时间2025-12
DOI10.1002/cns.70681

实验完整度

包含MPTP诱导的PD小鼠模型和MPP+诱导的SH-SY5Y细胞模型两个独立证据层级,并进行了Nrf2敲低的功能验证和机制验证。

主要模型

MPTP诱导的PD小鼠模型 MPP+诱导的SH-SY5Y细胞模型

重点核对

MPTP剂量:20 mg/kg/天,腹腔注射5天 BYQZF剂量:低剂量5 g/kg,高剂量15 g/kg,灌胃14天 Nrf2敲低通过siRNA转染SH-SY5Y细胞 MPP+浓度1 mM处理细胞 行为学测试时间:第7天

摘要

背景:帕金森病(PD)是一种进行性恶化的神经退行性疾病。PD的进展涉及多种病理机制,包括黑质纹状体通路中多巴胺(DA)神经元的丢失和氧化损伤加剧。大补阴丸联合牵正散称为补阴牵正方(BYQZF),是中医药治疗PD的处方,但其神经保护作用和机制尚不清楚。目的:本研究旨在探讨BYQZF如何激活Keap1/Nrf2/HO-1通路有效减轻氧化损伤,为其潜在的抗PD作用提供见解。方法:采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)分析BYQZF的化学成分和药代动力学。然后,我们评估了BYQZF治疗的毒性和安全性。在建立MPTP诱导的PD小鼠模型并给予BYQZF治疗后,通过转棒实验、爬杆实验和旷场实验评估PD样行为。通过免疫荧光和蛋白质印迹分析检测黑质纹状体通路中DA神经元的丢失和凋亡。通过ELISA、免疫荧光Co-IP、RT-qPCR和蛋白质印迹分析评估这些脑区的氧化应激水平和Keap1-Nrf2的解离状态。我们构建了Nrf2敲低PD细胞模型。使用实时定量PCR和蛋白质印迹分析测定转录和Nrf2蛋白表达水平。在MPP+和BYQZF暴露后,我们进一步评估了细胞活力、细胞内ATP含量、凋亡细胞比例以及CAT和GSH的表达水平。结果:使用UPLC-MS/MS技术系统鉴定了BYQZF的化学成分。药代动力学评估结果表明,PD的病理状况显著影响BYQZF在体内的药代动力学行为。BYQZF治疗最终通过减轻黑质纹状体通路中多巴胺能神经元的损伤,改善了MPTP诱导的PD小鼠的运动障碍。此外,BYQZF通过降低8-OHdG水平并增加CAT、GSH/GSSG、HO-1、NQO1和GCLM水平来减少氧化应激造成的损伤。进一步,BYQZF治疗促进了Keap1和Nrf2的解离以及Nrf2的核转位。最后,通过Nrf2敲低PD细胞模型的功能实验表明,BYQZF的神经保护作用依赖于Nrf2的完整性,Nrf2缺陷显著削弱了其抗氧化和抗凋亡作用。结论:本研究阐明BYQZF通过Keap1/Nrf2/HO-1信号通路改善PD并减轻氧化应激,这有利于激发靶向PD药物开发的新策略。

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
BYQZF是否通过激活Keap1/Nrf2/HO-1通路减轻氧化应激,从而发挥抗帕金森病作用?
核心机制
BYQZF通过促进Keap1与Nrf2解离,增强Nrf2核转位,从而上调下游抗氧化酶(如HO-1、NQO1、GCLM)的表达,减轻氧化应激,抑制神经元凋亡。
主要证据
在MPTP诱导的PD小鼠模型中,BYQZF改善了运动障碍,减轻了DA神经元损伤和氧化应激指标;在MPP+诱导的SH-SY5Y细胞模型中,Nrf2敲低削弱了BYQZF的神经保护作用。
研究意义
该研究为BYQZF作为PD辅助治疗提供了机制依据,并可能为靶向Keap1/Nrf2/HO-1通路的药物开发带来新思路。

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

BYQZF化学成分分析与质量控制

鉴定BYQZF的化学成分并确保制剂一致性。

使用UPLC-MS/MS技术对BYQZF进行分析,鉴定其化学成分,并构建了成分数据库。

2

药代动力学评估

研究PD病理状态下BYQZF的药代动力学行为是否改变。

正常小鼠和PD模型小鼠口服BYQZF后,于不同时间点采集血浆样本,分析10种主要成分的药代动力学参数。

3

毒性与安全性评价

评估BYQZF对主要器官的毒性及安全性。

对给予BYQZF(低、高剂量)14天的小鼠进行H&E染色观察器官形态,并检测血清生化指标和炎症因子。

4

MPTP诱导PD小鼠模型建立及行为学评价

验证BYQZF对PD小鼠运动症状的影响。

建立MPTP诱导的PD小鼠模型,给予BYQZF或Madopar治疗,通过转棒实验、爬杆实验、旷场实验和步态分析评估运动功能。

5

DA神经元损伤和凋亡检测

评估BYQZF对MPTP诱导的DA神经元损伤的保护作用。

通过免疫荧光检测TH阳性细胞,Western blot检测TH蛋白表达,TUNEL染色检测凋亡,Western blot检测凋亡相关蛋白。

6

氧化应激水平评估

检测BYQZF对氧化应激指标的影响。

通过ELISA检测8-OHdG、CAT、GSH/GSSG、GSH水平,Western blot检测HO-1、NQO1、GCLM蛋白表达。

7

Keap1/Nrf2通路激活验证

验证BYQZF是否促进Keap1/Nrf2解离及Nrf2核转位。

通过免疫荧光、Western blot检测Nrf2和Keap1表达及Nrf2亚细胞定位,Co-IP检测Keap1-Nrf2相互作用,RT-qPCR检测mRNA水平。

8

Nrf2敲低细胞模型功能验证

验证BYQZF的神经保护作用是否依赖于Nrf2。

在SH-SY5Y细胞中敲低Nrf2,用MPP+诱导损伤,并给予BYQZF处理,检测细胞活力、ATP水平、凋亡、CAT和GSSG。

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
转棒仪San Diego Instruments--
旷场实验箱San Diego Instruments--
1-甲基-4-苯基吡啶Roche--
盐酸MPTPRoche--
左旋多巴/苄丝肼(美多巴)Roche--
ATP检测试剂盒Beyotime--
Annexin V-PE凋亡检测试剂盒KeyGEN BioTECH--
TUNEL染色试剂盒Roche Diagnostics--
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher--
化学发光检测试剂Thermo Fisher--
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
TRIzol试剂----
RT-qPCR试剂盒Applied Biosystems--
Acquity UPLC I-Class系统Waters--
Orbitrap-QE HF质谱仪Thermo Fisher--
SH-SY5Y细胞系Shanghai GK Gene Chemical Co. Ltd.--
抗体(Bax, TH, Keap1, caspase-3, Nrf2, Bcl-2, GAPDH)Abcam plc / Cell Signaling Technology--
ELISA试剂盒Elabscience--
电穿孔仪Thermo Fisher--

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
MPTP剂量:20 mg/kg/天,腹腔注射5天;小鼠品系:C57BL/6J,雄性,6周龄,体重20 ± 2 g。
阅读提示:见Materials and Methods 2.5 Animal Models, Treatment, and Behavioral Evaluation
药物治疗
BYQZF剂量:低剂量5 g/kg,高剂量15 g/kg,灌胃14天;给药体积10 mL/kg;Madopar剂量:62.5 mg/kg。
阅读提示:见Materials and Methods 2.5
行为学测试
测试时间:第7天;转棒转速:从4 rpm起,每秒增加1-2 rpm;爬杆实验限时120秒;旷场实验时长10分钟。
阅读提示:见Materials and Methods 2.5
细胞模型
SH-SY5Y细胞;MPP+浓度:1 mM;BYQZF浓度:4 μg/mL;Nrf2敲低方法:siRNA转染。
阅读提示:见Materials and Methods 2.8 Cell Culture, Transfection, and Treatments
氧化应激检测
检测样本:中脑和血清;检测指标:8-OHdG, CAT, GSH/GSSG;ELISA操作:37°C,样本稀释1:1000。
阅读提示:见Materials and Methods 2.14 Elisa