Исследование влияния гинзенозида Rb1 на MPTP-индуцированное повреждение нейронов и поведенческие отклонения у мышей
Болезнь Паркинсона (БП) - второе по распространенности нейродегенеративное заболевание, поражающее центральную нервную систему (ЦНС), после болезни Альцгеймера (БА). Основной патологический признак - прогрессирующая гибель дофаминергических нейронов, сопровождающаяся снижением уровня тирозингидроксилазы (ТГ); основные клинические симптомы включают двигательные (включая ригидность, снижение двигательной функции, тремор покоя и т.д.) и недвигательные (лишение сна, ухудшение памяти и т.д.) расстройства. Дофаминергические нейроны в substantia nigra выделяют дофамин кальций-зависимым образом из терминалей аксонов в дорсальном стриатуме, а также из тел клеток и дендритов в среднем мозге. Их производство и метаболизм в организме регулируются согласованной работой различных ионных каналов, таких как железо, цинк, медь и кальций. Около 1% из 10 миллионов 60-летних людей в мире страдают от этого заболевания, а с ростом уровня жизни во всей стране и старением населения планеты постепенно увеличивается и число людей, страдающих болезнью Паркинсона. До сих пор не найдено полного лечения болезни Паркинсона, а имеющиеся на сегодняшний день препараты могут лишь улучшить симптомы болезни Паркинсона, но не могут полностью ее вылечить. Поэтому исследования в области лечения болезни Паркинсона являются неотложной проблемой, требующей решения.
Гинзенозид Rb1 является основным действующим веществом женьшеня и нотогинзенга. Женьшень оказывает успокаивающее и когнитивное действие, а Panax notoginseng обладает защитным эффектом от повреждений мозга и может улучшать память. Гинзенозид Rb1 может улучшать апоптоз нервных клеток мозга, вызванный гипоксией, и восстанавливать повреждения центральной нервной системы, и имеет большой потенциал для применения и развития. Исследования показали, что гинзенозид Rb1 улучшает двигательную дисфункцию и предотвращает гибель нейронов ПДР, повышая уровень глутаматного транспортера GLT-1 в мышиных моделях MPTP. В данной статье рассматривается вопрос о том, может ли гинзенозид Rb1 улучшить повреждения, вызванные MPTP в модели БП, через FP1, CaMKII и антиапоптотический белок Bcl-2, чтобы оказать помощь в профилактике и лечении болезни Паркинсона.

 

БП - второе по распространенности нейродегенеративное заболевание в мире, представляющее угрозу для здоровья людей. Нейрохимические нарушения при БП заключаются в дегенерации дофаминергических нейронов в substantia nigra, что приводит к снижению уровня дофамина (ДА) в стриатуме. Первичная культура является одной из наиболее актуальных моделей для изучения характеристик и особенностей дофаминергических нейронов. Эти культуры могут быть помещены в различные стрессовые агенты и нейропротекторные соединения, имитирующие патологию БП, чтобы предотвратить или замедлить дегенерацию нейронов. Поэтому мы культивировали дофаминергические нейроны in vitro и наблюдали за морфологией нейронов при повреждении MPTP. Кроме того, спортивные травмы, вызванные БП, и снижение уровня тирозин-позитивной киназы TH являются его основными характеристиками. MPTP является нейротоксином и "лучшей" моделью для изучения болезни Паркинсона на сегодняшний день. Поэтому в данном исследовании мы использовали эксперименты с открытым полем и лазанием по столбу для выявления двигательных нарушений, вызванных MPTP в моделях БП. Мы обнаружили, что в группе модели MPTP наблюдалось значительное нарушение двигательной функции. Кроме того, обнаружение белков стриатума в моделях мышей, индуцированных MPTP, показало значительное снижение экспрессии TH в группе моделей MPTP.

Ионный гомеостаз играет важнейшую роль в развитии болезни Паркинсона. Гомеостаз кальция и железа упоминается чаще, и они также взаимодействуют друг с другом. Несбалансированный уровень железа или кальция может способствовать вредному перекрестному взаимодействию между железом и кальцием, что приводит к дисфункции и гибели нейронов. Ca2+ может быть ключевым участником в координации сложных сетей органелл для достижения метаболических взаимодействий, внутриклеточной сигнализации, поддержания клеток и регуляции их выживания. Он является фундаментальным элементом для адаптации клеток к окружающей среде, и нарушение его гомеостаза играет решающую роль в токсичности MPP+. MPTP может вызывать повышение внутриклеточного Ca2+, что приводит к активации Ca2+-зависимых ферментов, таких как протеинкиназы и кальпаины I и II, тем самым нарушая нормальную клеточную функцию и вызывая клеточные повреждения. В данном исследовании уровень экспрессии CaMKII был определен после MPTP-повреждения, и было обнаружено, что существенной разницы в уровне экспрессии CaMKII не было. Отложение железа является одним из ключевых факторов в этиологии болезни Паркинсона (БП). Гомеостаз железа поддерживается за счет взаимодействия между транспортерами железа и белками-накопителями железа. Повреждение транспорта железа или изменения в его хранении могут нарушить устойчивое равновесие железа. Исследования показали, что у мышей с MPTP-индуцированной моделью БП уровень железа повышен. Ферропортин-1 (FP1) - недавно обнаруженный белок, способный выводить железо, и его сниженная экспрессия в substantia nigra может объяснить повышение уровня железа. В этом исследовании уровень экспрессии FP1 был определен после MPTP-повреждения, и было обнаружено, что уровень экспрессии FP1 значительно снизился. Кроме того, Bcl-2 является антиапоптотическим белком, и исследования показали, что экспрессия Bcl-2 у мышей, обработанных MPTP, снижена. Апоптоз и аутофагия - важные внутриклеточные процессы, которые поддерживают гомеостаз и способствуют выживанию. Их дисбаланс связан с нейродегенеративными заболеваниями, такими как БП и В-клеточная лимфома, где члены семейства Bcl-2 участвуют в поддержании баланса между аутофагией и апоптозом. Восстановление баланса между аутофагией и апоптозом является перспективной стратегией лечения БП. Поэтому в данном исследовании мы также определили уровень экспрессии Bcl-2 после MPTP-повреждения и обнаружили, что уровень экспрессии Bcl-2 был значительно снижен.

Доказано, что гинзенозид Rb1 оказывает нейропротекторное действие при ряде заболеваний центральной нервной системы. Исследования, проведенные с помощью иммуногистохимии, иммуноблотинга, ПЦР, электрофизиологических экспериментов и т.д., показали, что Rb1 улучшает двигательные нарушения в животных моделях БП и может регулировать глутаматный транспортер GLT-1 для прекращения глутаматной эксайтотоксичности в нигростриатной и кортикостероновой системах. В одном из отчетов у мышей с моделью БП индуцировали MPTP, и ингибирование MPTP-индуцированных гиппокампальных изменений памяти гинзенозидом Rb1 через регулирование пути α-синуклеин/PSD-95 было обнаружено в водном лабиринте, экспериментах в открытом поле, электрофизиологии, иммуноблотинге, иммунофлуоресценции и других аспектах. Наши исследования в основном сосредоточены на MPTP-индуцированном повреждении дофаминергических нейронов и мышиных моделях БП, чтобы изучить улучшающий эффект гинзенозида Rb1 на поведенческие нарушения и его связь с антиапоптотическим белком Bcl-2.

Наши результаты показывают, что гинзенозид Rb1 может восстановить двигательное повреждение, вызванное MPTP, и значительно улучшить снижение тирозин-позитивной киназы TH, вызванное MPTP. Это дает соответствующие методы для дальнейшего лечения болезни Паркинсона, а также для разработки и использования активных ингредиентов в традиционной китайской медицине. Наше исследование также показало, что гинзенозид Rb1 демонстрирует значительные различия в антиапоптотическом белке Bcl-2; хотя гинзенозид Rb1 не показал значительных различий в уровнях экспрессии FP1 и CaMKII, MPTP вызвал снижение экспрессии FP1, что может дать некоторые идеи для соответствующих исследований. Кроме того, необходимо изучить и другие механизмы действия гинзенозида Rb1, помимо антиапоптотических белков.