夹竹桃麻素可防治小鼠帕金森病的学习和记忆障碍

文章背景简介  

帕金森病（Parkinson’s disease，PD）是一种常见的神经系统变性疾病，老年人多见，平均发病年龄为60岁左右，40岁以下起病的青年帕金森病较少见。我国65岁以上人群PD的患病率大约是1．7％。大部分帕金森病患者为散发病例，仅有不到10％的患者有家族史。

帕金森病是一种运动障碍症，其临床表现主要包括静止性震颤、运动迟缓、肌强直和姿势步态障碍，同时患者可伴有抑郁、便秘和睡眠障碍等非运动症状。帕金森病由黑质致密部多巴胺能神经元变性引起，主要病变为纹状体多巴胺逐渐缺失，路易小体中α－突触核蛋白积聚。帕金森患者除运动功能障碍之外，也会出现认知功能障碍。目前，运动功能障碍仍是临床上关注的焦点，而认知功能缺陷往往被忽视。因此，迫切需要探索帕金森病认知障碍背后的机制以及新的治疗策略。

小胶质细胞介导的神经炎症与PD的发病机制有关。活化的小胶质细胞释放细胞毒性因子会损伤黑质致密部的神经元，从而导致患者运动功能障碍。

NADPH氧化酶是在小胶质细胞中高度表达的产超氧化物的酶。NADPH氧化酶激活后会产生胞内和胞外活性氧，在介导慢性神经炎症反应及相关神经损伤中发挥着重要作用。PD患者脑内NADPH氧化酶的表达和激活均显著上调。此外，在多种PD模型中，NADPH氧化酶被药物抑制或敲除可减轻神经元小胶质细胞的活化和变性。然而，NADPH氧化酶是否参与非运动症状，尤其是认知功能障碍仍有待研究。

大连医科大学Liyan Hou等人于2019年在《Redox Biology》杂志上（IF 7．126，生物2区）发表了题为“Inhibition of NADPH oxidase by apocynin prevents learning andmemory deficits in a mouse Parkinson＇s disease model”的文章，文章对百草枯和代森猛（以下简称P＋M）诱导的小鼠PD模型中，NADPH氧化酶抑制剂夹竹桃麻素对学习和记忆缺陷的影响展开了系列研究。

所用到的主要方法

（1）MWM实验（莫里斯水迷宫实验）：MWM实验通常由一个水池、一个隐藏在水面下的平台和一套摄像及数据分析系统构成。包括航行定位实验和空间探索实验两部分，用于研究小鼠的学习和记忆能力。航行定位实验：将小鼠放入水池中，记录小鼠找到水下平台的潜伏时间以探索小鼠学习的能力。空间探索实验：将水池中隐藏的平台撤去，考察小鼠到达原平台的轨迹及次数以探索小鼠的记忆能力。

（2）免疫组化

（3）神经退行性变的自动计数统计

（4）超氧化物检测

（5）超氧化物及超氧化物衍生物的可视化检测

（6）膜的提取

（7）丙二醛检测

（8）脂质过氧化物检测

（9）线粒体复合物I的检测

（10）蛋白质印迹分析

（11）Real－time PCR

（12）免疫荧光

（13）统计学分析

文章主要内容摘要

NADPH氧化酶的激活会导致多巴胺能神经元退行性变及运动功能障碍型帕金森病（PD）。但是NADPH氧化酶是否会引起PD患者的非运动症状，尤其是认知功能障碍尚不清楚。本文旨在研究NADPH氧化酶抑制剂夹竹桃麻素，对百草枯（P）和代森锰（M）诱导的小鼠PD模型学习记忆障碍的抑制作用。结果表明，用P＋M诱导的小鼠会出现空间学习和记忆上的损伤，这与海马中酪氨酸氢化酶表达降低、神经元退行性变、神经突触减少、α－突触核蛋白表达及Ser129磷酸化增加有关。有趣的是，夹竹桃麻素疗法可以显著改善PD小鼠模型的学习和记忆能力，减弱海马中细胞神经元退行性变和α－突触核蛋白的病变。本文发现夹竹桃麻素抑制了百草枯（P）和代森锰（M）诱导的NADPH氧化酶激活及相关的氧化应激反应。与百草枯（P）和代森锰（M）单独处理相比，添加夹竹桃麻素降低了小神经胶质细胞的活化和M1极化。夹竹桃麻素抑制信号转导子和转录激活子STAT1以及核转录因子NF－κB途径的活化，这两个因子是小胶质细胞M1极化过程中引起炎症反应的两个关键调节因子。综上所述，NADPH氧化酶会介导帕金森病症中的学习和记忆能力缺陷，而夹竹桃麻素可以通过抑制氧化应激和神经炎症来阻断学习和记忆功能的损伤。该研究揭示了认知功能障碍发病的新机制，并为治疗PD相关痴呆疾病提供了一个良好的治疗策略。