Studie über die schützende Wirkung von Oxalsäure aus Rattenschwanz auf MPTP-induzierte Dopamin-Neuronenschäden
Mit der Beschleunigung des Alterungsprozesses im In- und Ausland steigt die Inzidenzrate der Parkinson-Krankheit (PD), die nach der Alzheimer-Krankheit (AD) die zweitgrößte neurodegenerative Erkrankung ist. Die wirtschaftliche Belastung von Parkinson-Patienten macht 57,0% des jährlichen Pro-Kopf-Einkommens und 24,2% des jährlichen Haushaltseinkommens aus, was eine große Belastung für Familien und die Gesellschaft darstellt. Im Juni 2018 wurde die Parkinson-Krankheit in den "First Batch of Rare Disease Catalogue" aufgenommen, der gemeinsam von der Nationalen Gesundheitskommission, dem Ministerium für Wissenschaft und Technologie, dem Ministerium für Industrie und Informationstechnologie, der Staatlichen Verwaltung für Marktregulierung und der Staatlichen Verwaltung für traditionelle chinesische Medizin veröffentlicht wurde. Die Ätiologie und der pathologische Mechanismus der Parkinson-Krankheit sind komplex. Aktuelle Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die Pathogenese der Parkinson-Krankheit mit verschiedenen Faktoren wie Genetik, Umwelt und Immunität zusammenhängt, aber noch nicht vollständig geklärt ist. Oxidativer Stress führt zur Lipidperoxidation, zerstört Nukleinsäuren und Proteine, schädigt Ribonukleinsäure (RNA) und nukleare Desoxyribonukleinsäure (DNA) und schädigt insbesondere die mitochondriale DNA. Eine mitochondriale Dysfunktion und ein abnormaler Energiestoffwechsel gelten als die wichtigsten Faktoren für die Schädigung von Nervenzellen. Obwohl der molekulare Mechanismus der Parkinson-Krankheit noch nicht vollständig geklärt ist, deuten zahlreiche Belege darauf hin, dass oxidativer Stress, der zum Absterben und zur Funktionsstörung von Neuronen führt, einer der wichtigsten pathologischen Mechanismen der Parkinson-Krankheit ist. Der Schutz der Neuronen vor oxidativen Schäden ist für die Prävention und Behandlung von Morbus Parkinson von entscheidender Bedeutung, und hochwertige Antioxidantien sind potenzielle Therapeutika für Morbus Parkinson.

Oxalsäure ist der Hauptbestandteil der Pflanze Rosmarinus officinalis L. (englischer Name: Rosemary) aus der Familie der Lamiaceae. Sie ist ein hochwirksames natürliches Antioxidans mit antioxidativer und Anti-Aging-Wirkung, das die A β-Aggregation hemmen und Hippocampus-Neuronen vor A β-induzierten Schäden schützen kann. Es gibt jedoch immer noch einen Mangel an eingehender Forschung darüber, ob Oxalsäure aus Rattenschwanz gegen MPTP-induzierte neuronale Schäden schützen und Kandidaten für die Prävention und Behandlung von Parkinson entwickeln kann. Daher wurden in dieser Studie Dopamin-Neuronen in vitro kultiviert und neuronale Schäden mit MPTP induziert, um die schützende Wirkung von Oxalsäure auf MPTP-induzierte neuronale Dopaminschäden und ihren möglichen Mechanismus zu untersuchen.

Zu den klinischen Medikamenten zur Behandlung der Parkinson-Krankheit gehören Dopaminrezeptor-Agonisten, Monoaminoxidase-B-Hemmer (MAO-B-Hemmer), Anticholinergika, Levodopa-Verbundpräparate, Amantadin und Neuroprotektiva. Obwohl es viele Arten von Medikamenten gibt, die zur Behandlung der Parkinson-Krankheit eingesetzt werden, gibt es noch kein Medikament, das die Parkinson-Krankheit vollständig heilen kann. Ein Übermaß an reaktiven Sauerstoffspezies im Gehirn kann Reaktionen wie den Abbau von Nukleinsäuren und die Lipidperoxidation verursachen, was zu einer mitochondrialen Dysfunktion und zum Verlust von Nervenzellen führt. Eine mitochondriale Dysfunktion fördert die Reaktion auf oxidativen Stress, die Alterung und neurodegenerative Veränderungen und ist damit direkt an den pathologischen Prozessen verschiedener neurodegenerativer Erkrankungen wie Morbus Parkinson beteiligt. Hochwertige Antioxidantien können potenzielle therapeutische Wirkstoffe sein.

Oxalsäure ist einer der wichtigsten polyphenolischen Bestandteile von Rosmarin, der eine gute antioxidative Wirkung hat und seit langem als Antioxidans in Lebensmitteln und chemischen Produkten des täglichen Bedarfs verwendet wird. Frühere Studien haben gezeigt, dass Oxalsäure und Rosmarinextrakte, die hauptsächlich aus Oxalsäure bestehen, gute Schutzwirkungen auf das zentrale Nervensystem haben. Ob sie jedoch dopaminerge Neuronen vor oxidativen Schäden schützen und zu Arzneimitteln für die Vorbeugung und Behandlung von Morbus Parkinson weiterentwickelt werden können, ist durch die Forschung noch nicht bestätigt worden. 1-Methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridin (MPTP) ist ein Neurotoxin, das im Körper zum 1-Methyl-4-phenylpyridin-Ion (MPP+) metabolisiert wird. MPP+ dringt in die Mitochondrien ein und hemmt die Aktivität des Komplexes I der oxidativen Atmungskette, wodurch dopaminerge Neuronen durch oxidativen Stress geschädigt werden, was bei Säugetieren zu Symptomen führt, die der Parkinsonschen Krankheit ähneln. Es ist weithin als Goldstandard für die Konstruktion von Parkinson-Modellen anerkannt. In dieser Studie behandelten wir Dopamin-Neuronen, die in vitro kultiviert wurden, mit MPTP (10 μ mol/L) und stellten fest, dass die MPTP-Behandlung zu neuronaler Atrophie, axonalem Bruch, reduzierten Dendriten, verringerter neuronaler Aktivität, signifikantem Anstieg der mRNA- und Proteinexpression von Caspase-3, signifikantem Anstieg des MDA-Gehalts und LDH-Austritts aus dem Kulturmedium und signifikantem Rückgang der neuronalen SOD-Aktivität führte. Nach der Vorbehandlung mit Oxalsäure kann die durch MPTP induzierte morphologische Atrophie der Neuronen und die verringerte Vitalität umgekehrt werden; gleichzeitig kann sie die durch MPTP induzierte abnorme Erhöhung der Caspase-3 mRNA und des Proteins in den Neuronen umkehren; den MDA-Gehalt und den LDH-Austritt verringern; die Aktivität von SOD in den Neuronen erhöhen. Dies deutet darauf hin, dass Oxalsäure eine schützende Wirkung auf MPTP-induzierte dopaminerge Neuronen hat. Da Oxalsäure den MDA-Gehalt und den LDH-Austritt in MPTP-induzierten dopaminergen Neuronen verringern und die Aktivität von SOD in Neuronen erhöhen kann, spekulieren wir, dass die schützende Wirkung von Oxalsäure bei der Parkinson-Krankheit mit antioxidativen Schäden zusammenhängen könnte. Luteolin ist eine natürliche Substanz, die in verschiedenen Pflanzen vorkommt und verschiedene pharmakologische Wirkungen hat, z. B. antitumorale, antibakterielle, antivirale, entzündungshemmende, schleimlösende, harnsäuresenkende, antiallergische und immunstärkende Wirkungen. Die Forschung berichtet, dass die Kombination von Luteolin und Rutin 6-OHDA-induzierte Zellschäden lindern, das Tremor-Verhalten bei Morbus-Parkinson-Modell-Ratten hemmen, die Schädigung der DA-Neuronen und die Bildung und Freisetzung von Entzündungsfaktoren reduzieren kann; sie kann die motorische Koordinationsfähigkeit von MPTP-induzierten Parkinson-Mäusen verbessern, den Neurotransmitter-Spiegel im Gehirn regulieren, Entzündungsreaktionen hemmen und neuronale Schäden reduzieren. Daher wurde in diesem Experiment Luteolin als Positivkontrollmedikament ausgewählt.

Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass Oxalsäure eine schützende Wirkung auf MPTP-induzierte Dopamin-Neuronenschäden hat, und ihr Wirkmechanismus könnte mit ihrem Antioxidans, der neuronalen oxidativen Schädigung und der Umkehrung der anormalen Aktivierung von Caspase-3 zusammenhängen. Um dies zu bestätigen, sind jedoch genauere Experimente erforderlich (z. B. die Entwicklung verschiedener CA-Dosierungen zur Verbesserung der MPTP-induzierten neuronalen Schäden nach MPTP-Verletzung, die Zugabe von Antagonisten und der Nachweis anderer verwandter mitochondrialer Proteine). Diese Studie kann eine Hilfe für die eingehende Entwicklung und Nutzung von Rosmarin sowie eine Referenz für die Forschung und Entwicklung von Medikamenten zur Vorbeugung und Behandlung von Parkinson sein.