Undersøgelse af den beskyttende virkning af oxalsyre fra rottehale på MPTP-induceret dopamin-neuronskade
Med den accelererende aldringsproces i ind- og udland stiger forekomsten af Parkinsons sygdom (PD) og bliver den næststørste neurodegenerative sygdom efter Alzheimers sygdom (AD). Den økonomiske byrde pr. indbygger for patienter med Parkinsons sygdom udgør 57,0% af den årlige indkomst pr. indbygger og 24,2% af husstandens årlige indkomst, hvilket er en tung byrde for familier og samfund. I juni 2018 blev Parkinsons sygdom inkluderet i "First Batch of Rare Disease Catalogue", der blev udgivet i fællesskab af National Health Commission, Ministry of Science and Technology, Ministry of Industry and Information Technology, State Administration for Market Regulation og State Administration of Traditional Chinese Medicine. Ætiologien og den patologiske mekanisme bag Parkinsons sygdom er kompleks. Nuværende forskning tyder på, at patogenesen af Parkinsons sygdom kan være relateret til flere faktorer som genetik, miljø og immunitet, men det er endnu ikke fuldt ud forstået. Oxidativt stress inducerer lipidperoxidation, ødelægger nukleinsyrer og proteiner, beskadiger ribonukleinsyre (RNA) og nuklear deoxyribonukleinsyre (DNA) og forårsager især skader på mitokondrie-DNA. Mitokondriel dysfunktion og unormal energimetabolisme anses for at være de vigtigste drivkræfter bag neuronale skader. Selvom den molekylære mekanisme bag Parkinsons sygdom ikke er fuldt belyst, tyder mange beviser på, at oxidativ stress, der fører til neuronal død og dysfunktion, er en af de vigtigste patologiske mekanismer ved Parkinsons sygdom. Beskyttelse af neuroner mod oxidativ skade er afgørende for forebyggelse og behandling af PD, og antioxidanter af høj kvalitet er potentielle terapeutiske lægemidler til PD.

Oxalsyre er hovedbestanddelen af planten Rosmarinus officinalis L. (engelsk navn: Rosemary) i familien Lamiaceae. Det er en meget effektiv naturlig antioxidant med antioxidant- og anti-aging-effekt, som kan hæmme A β-aggregering og beskytte hippocampus-neuroner mod A β-induceret skade. Der mangler dog stadig dybdegående forskning i, om oxalsyre fra rottehale kan beskytte mod MPTP-induceret neuronal skade og udvikle kandidatlægemidler til forebyggelse og behandling af PD. Derfor blev der i denne undersøgelse dyrket dopamin-neuroner in vitro og induceret neuronal skade med MPTP for at undersøge den beskyttende effekt af oxalsyre på MPTP-induceret dopamin-neuronal skade og dens mulige mekanisme.

De kliniske lægemidler til behandling af Parkinsons sygdom omfatter dopaminreceptoragonister, monoaminoxidase B (MAO-B)-hæmmere, antikolinerge lægemidler, sammensatte levodopapræparater, amantadin og neuroprotektive midler. Selv om der findes mange typer medicin til behandling af Parkinsons sygdom, er der stadig ingen medicin, der helt kan kurere Parkinsons sygdom. For mange reaktive iltarter i hjernen kan forårsage reaktioner som nukleinsyrenedbrydning og lipidperoxidation, hvilket fører til mitokondriel dysfunktion og neuronalt tab. Mitokondrie-dysfunktion fremmer oxidativ stressrespons, aldring og neurodegenerative forandringer og er direkte involveret i de patologiske processer ved forskellige neurodegenerative sygdomme som f.eks. Antioxidanter af høj kvalitet kan være potentielle terapeutiske lægemidler.

Oxalsyre er en af de vigtigste polyfenoliske komponenter i rosmarin, som har gode antioxidanteffekter og længe har været brugt som antioxidant i fødevarer og daglige kemiske produkter. Tidligere undersøgelser har vist, at oxalsyre og rosmarinekstrakter, der hovedsageligt består af oxalsyre, har gode beskyttende virkninger på centralnervesystemet. Men om de kan beskytte dopaminerge neuroner mod oxidativ skade og udvikle sig til lægemidler til forebyggelse og behandling af PD, er ikke blevet bekræftet af forskning. 1-Methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridin (MPTP) er et neurotoksin, der metaboliserer 1-methyl-4-phenylpyridin-ion (MPP+) i kroppen. MPP+ trænger ind i mitokondrierne og hæmmer aktiviteten af den oxidative respiratoriske kædes kompleks I, hvilket forårsager oxidativ stressskade på dopaminerge neuroner og fører til symptomer, der ligner Parkinsons sygdom hos pattedyr. Det er bredt anerkendt som guldstandarden for konstruktion af PD-modeller. I denne undersøgelse behandlede vi dopaminneuroner dyrket in vitro med MPTP (10 μ mol/L) og fandt, at MPTP-behandling resulterede i neuronal atrofi, aksonal ruptur, reducerede dendritter, nedsat neuronal aktivitet, signifikant stigning i caspase-3 mRNA og proteinekspression, signifikant stigning i MDA-indhold og LDH-lækage fra kulturmediet og signifikant fald i neuronal SOD-aktivitet. Efter forbehandling med oxalsyre kan MPTP-induceret neuronal morfologisk atrofi og nedsat vitalitet vendes; Samtidig kan det vende den unormale forhøjelse af caspase-3 mRNA og protein induceret af MPTP i neuroner; Reducere indholdet af MDA og lækage af LDH; Forbedre aktiviteten af SOD i neuroner. Dette indikerer, at oxalsyre har en beskyttende virkning på MPTP-inducerede dopaminerge neuroner. Da oxalsyre kan reducere indholdet af MDA og lækage af LDH i MPTP-inducerede dopaminerge neuroner og øge aktiviteten af SOD i neuroner, spekulerer vi på, at oxalsyres beskyttende virkning på Parkinsons sygdom kan være relateret til antioxidantskader. Luteolin er et naturligt stof, der findes i forskellige planter og har forskellige farmakologiske aktiviteter, såsom antitumor, antibakterielle, antivirale, antiinflammatoriske, slimløsende, urinsyresænkende, antiallergiske og immunforstærkende effekter. Forskning rapporterer, at kombinationen af luteolin og rutin kan lindre 6-OHDA-induceret celleskade, hæmme tremoradfærd hos PD-modelrotter, reducere DA-neuronskader og generering og frigivelse af inflammatoriske faktorer; Det kan forbedre den motoriske koordinationsevne hos MPTP-inducerede Parkinsons sygdomsmus, regulere neurotransmitterniveauer i hjernen, hæmme inflammatoriske reaktioner og reducere neuronal skade. Derfor blev luteolin i dette eksperiment valgt som det positive kontrollægemiddel.

Resultaterne af denne undersøgelse viste, at oxalsyre har en beskyttende virkning på MPTP-induceret dopaminneuronskade, og dens virkningsmekanisme kan være relateret til dens antioxidant, neuronal oxidativ skade og reversering af unormal aktivering af caspase-3. Der er dog behov for mere grundige eksperimenter for at bekræfte dette (såsom at designe forskellige doser af CA for at forbedre MPTP-induceret neuronal skade efter MPTP-skade, tilføje antagonister og opdage andre relaterede mitokondrieproteiner). Denne undersøgelse kan være en hjælp til den dybdegående udvikling og udnyttelse af rosmarin samt en reference til forskning og udvikling af lægemidler til forebyggelse og behandling af PD.