摘要
阿尔茨海默症(Alzheimer''sdisease,AD)是一种影响中老年人健康的神经退行性疾病,其发病机制与神经炎症引起的神经元凋亡具有密切关系。炎症是人体应对外界刺激和损伤时的自我调节过程,对机体有保护作用,但过度的炎症反应可能导致或促成组织损伤和疾病病理。发生在中枢神经系统中的炎症可以通过产生炎症因子和趋化因子,促进神经元的凋亡,从而加快阿尔兹海默症的进程。而海洋真菌土曲霉C23-3来源的两种苯甲醛类化合物(1和2)以及两种生物碱类化合物(1和2)都显示出抗氧化和抗乙酰胆碱酯酶活性。为此,本研究以这四种化合物为研究对象,建立LPS诱导RAW264.7细胞的炎症模型、LPS诱导BV-2细胞的神经炎症模型,以及Aβ诱导HT-22细胞的神经元凋亡模型,揭示其在神经炎症和神经元凋亡方面的作用机制,为AD的预防和治疗提供理论依据。 在抗炎机制研究中,两种苯甲醛类化合物(1和2)在0.1-10μM的浓度下均对细胞无毒性而且能有效降低细胞中活性氧(Reactiveoxygenspecies,ROS)和一氧化氮(Nitricoxide,NO)的释放,缓解细胞氧化应激。此外,这两种苯甲醛类化合物(1和2)还能有效抑制丝裂原活化蛋白激酶(Mitogenactivatedproteinkinase,MAPKs)信号通路,降低诱导型一氧化氮合酶(Induciblenitricoxidesynthase,iNOS)、环氧化酶-2(Cyclooxygenase-2,COX-2)以及促炎因子的分泌和表达,从而起抗炎作用。分子对接分析从分子水平上揭示了两种苯甲醛类化合物(1和2)与iNOS和COX-2之间的相互作用,这可能是两种苯甲醛类化合物抑制该蛋白表达的原因。 在改善神经炎症和神经元损伤的机制研究中,两种苯甲醛类化合物(1和2)均能有效地抑制丝裂原活化蛋白激酶MAPK信号通路,减少iNOS、COX-2以及促炎因子的分泌和表达。另外,苯甲醛类化合物2可以通过减少ROS的释放,缓解线粒体氧化应激,进而减少细胞色素C的流出;抑制Caspase家族相关通路,从而下调Aβ刺激的神经元损伤;以及抑制细胞周期蛋白依赖激酶5(CDK5)和糖原合成酶激-3α/β(GSK-3α/β)蛋白的表达,从而减少Tau蛋白的磷酸化,减轻神经元损伤。而分子对接分析发现苯甲醛类化合物2能与GSK-3α/β结合成稳定复合物,从分子水平上揭示了苯甲醛类化合物2可能的改善神经炎症和神经元损伤的作用机制。 最后,通过生物信息学分析预测了两种生物碱类化合物(1和2)与AD相关的潜在作用靶点,富集这两种生物碱类化合物可能的作用通路。在此基础上,通过实验研究发现生物碱类化合物(1和2)均能有效抑制Aβ诱导的神经元细胞的凋亡。而生物碱类化合物2还能有效抑制CDK5、GSK-3α/β蛋白的分泌和表达,缓解Tau蛋白的磷酸化,从而降低神经元损伤。 综上所述,本研究为海洋真菌天然产物在炎症及阿尔茨海默症干预方面的应用提供了具有研究价值的先导化合物。