研究表明薑黃酮衍生物可作為帕金森病的新治療劑,Ausbian FBS助力細胞研究

帕金森病是一種神經退行性疾病,由多巴胺能神經元的選擇性死亡引起,該神經元將資訊從中腦黑質傳遞到紋狀體,導致多巴胺生成減少。症狀包括肢體震顫、不動、肌肉僵硬和其他運動障礙。目前可以使用多巴胺補充劑等治療方法,但仍然無法抑制多巴胺能神經變性。

日本熊本大學的研究人員發現,源自薑黃精油的一種成分芳香薑黃酮(ar-turmerone)及其衍生物直接作用於多巴胺能神經,對帕金森病模型的組織培養物產生神經保護作用。這似乎是由於 Nrf2 的啟用增強了細胞抗氧化能力。研究人員認為,本研究中鑑定出的薑黃酮衍生物可作為帕金森病的新治療劑。

先前的研究報道,在帕金森病患者中腦的黑質中觀察到由小膠質細胞(負責大腦中免疫功能的細胞)的啟用引起的炎症反應。旨在模擬中腦(中腦切片培養)的體內狀態的進一步實驗表明,小膠質細胞啟用會觸發黑質中多巴胺能神經元的選擇性變性,並且源自啟用的小膠質細胞的一氧化氮 (NO) 參與了神經變性。這些發現表明,對小膠質細胞具有抗炎作用的化合物可能會抑制多巴胺能變性。

因此,研究人員分析了芳香薑黃酮(ar-turmerone),這是薑黃精油的主要成分,據報道對小膠質細胞具有抗腫瘤和抗炎作用。他們使用 BV2 小膠質細胞系和中腦切片培養物來 1)確定阿薑黃酮是否透過其抗炎作用抑制多巴胺能神經變性,以及 2)確定可能具有更強抗炎和神經保護作用的結構相似化合物(衍生物)。

Ar-薑黃酮具有不對稱碳(S-Tur),因此研究人員製備了八種類似物,並試圖確定那些具有更強抗炎作用的物質。他們使用對脂多糖 (LPS) 刺激的 BV2 細胞活化誘導的炎症反應的抑制作用作為指標。具有比 S-Tur 更強抗炎作用的類似物是 (R)-ar-turmerone (R-Tur)、ar-atlantone (Atl) 和類似物 2 (A2)。

為了檢查這些化合物(包括 S-Tur)是否對多巴胺能變性具有抑制作用,研究人員隨後觀察了中腦切片培養物,其中透過干擾素-γ 和 LPS 刺激(IFN-γ/LPS)誘導小膠質細胞活化。所有四種化合物都顯著抑制了由 IFN-γ/LPS 誘導的多巴胺能神經元數量的減少。然而,從活化的小膠質細胞釋放並參與多巴胺能神經變性的 NO 的產生根本沒有受到抑制。此外,三種化合物 S-Tur、At1 和 A2 抑制由 MPP+ 誘導的多巴胺能變性,MPP+ 是一種選擇性損害多巴胺能神經元的毒素,獨立於小膠質細胞活動。這些結果表明 S-Tur 及其衍生物 Atl 和 A2,對多巴胺能神經元有直接作用並表現出神經保護作用。此外,使用多巴胺能祖細胞系和中腦切片培養物的分析表明,At1 和 A2 的神經保護作用是由 Nrf2 的啟用介導的,Nrf2 是一種增強細胞抗氧化能力的轉錄因子。

“我們的研究闡明瞭阿薑黃酮及其衍生物直接保護中腦切片多巴胺能神經元的新機制,獨立於它們之前報道的對小膠質細胞的抗炎作用,”負責這項研究的副教授 Takahiro Seki 說。“我們證明了兩種衍生物 Atl 和 A2 透過啟用 Nrf2 來增加抗氧化蛋白的表達,從而表現出神經保護作用。特別是,本研究中鑑定的類似物 A2 是 Nrf2 的有效啟用劑,並且被認為具有很強的神經保護作用。研究員認為這種化合物有可能成為治療帕金森病的新型多巴胺能神經保護劑,也可用於治療其他由氧化應激引起的疾病,如肝腎疾病。”

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