薯蕷皂苷元衍生物ML5 激活NRF2 信號通路改善AD 的機制研究

摘要：通過體外和體內實驗研究了薯蕷皂苷元衍生物ML5 的神經保護作用，并對其機制進行了探討。結果表明，ML5 可改善β 淀粉樣蛋白（Aβ）所致的小鼠學習和認知障礙，保護海馬區神經元；ML5 具有減輕過氧化氫（ H2O2）誘導的人神經母細胞瘤細胞（ SH-SY5Y）損傷的功效，且提高三磷酸腺苷（ATP）和線粒體膜電位的水平；免疫印跡和免疫熒光結果顯示，ML5 可激活核因子紅細胞系2 相關因子2（ NRF2） 信號通路， 增加NRF2、血紅素加氧酶-1（ HO-1） 及NAD（P）H 醌脫氫酶（ NQO-1）的表達水平。ML5 可能是一種治療阿爾茨海默癥（ AD）的有效藥物，通過靶向NRF2 通路，進而發揮抗氧化和神經保護作用。

關鍵詞：阿爾茨海默癥；薯蕷皂苷元；ML5；NRF2；神經保護

中圖分類號：R965 文獻標志碼：A

1906 年，阿爾茨海默癥（AD）首次被描述為一種神經退行性疾病，表現為進行性認知和行為障礙，是最為普遍的癡呆形式[1-3]。AD 作為一種多因素神經退行性疾病，其病理特征表現為β 淀粉樣蛋白（Aβ）在細胞外聚集形成淀粉樣斑塊，而細胞內則形成神經纖維纏結（NETs），該纏結由過度磷酸化的Tau 蛋白聚集而成[4]。近年來，氧化應激-線粒體級聯反應在AD 的發病機制中得到廣泛關注[5-6]。活性氧的生成和清除失衡，導致線粒體的結構和功能出現異常，從而引發氧化應激[7]。研究表明，氧化應激不僅是AD 的早期事件，也是NETs 形成的主要因素[8]。因此，針對線粒體的抗氧化劑可能是一種有效的AD 治療方法。

核因子紅細胞系2 相關因子2（NRF2）是細胞保護系統的主要調節因子，參與調控血紅素加氧酶-1（HO-1）和NAD（P）H 醌脫氫酶（NQO-1）等II 期解毒酶和抗氧化劑的表達[9-10]。重要的是，越來越多的研究表明NRF2 及其靶基因在AD 等神經退行性疾病中與線粒體功能、氧化應激、突觸形態和功能及Aβ 沉積等有關[11-14]。

薯蕷皂苷元是一種天然甾體皂苷，主要存在于山藥等天然植物中[15]。近年來隨著人們對其藥理活性認識的不斷深入，在醫藥領域取得了顯著療效[16]。共價修飾治療藥物可以提高治療效果，迄今為止，已經設計和合成了多種薯蕷皂苷元衍生物，大多數都表現出較母體更強的藥理活性。ML5 是基于薯蕷皂苷設計合成的多靶點化合物，已有研究證實ML5 在體外具有較強的抗氧化能力和雙側頸總動脈結扎（BCCAO）大鼠的神經保護活性[17]。本文將進一步研究ML5 對Aβ1-42 注射小鼠的治療作用及可能的作用機制。

1 實驗部分

1.1 實驗試劑

人神經母細胞瘤細胞（SH-SY5Y），購自中國科學院上海細胞庫；DMEM/F12 培養基，購自美國Hyclone公司； 胎牛血清購自美國Gibco 公司。噻唑藍（MTT）、三磷酸腺苷（ATP）、JC-1 和尼氏染色試劑盒由上海Beyotime 公司提供；Aβ1-42 購自中國強耀生物公司；二甲基亞砜（ DMSO）購自美國Sigma Aldrich公司；抗體NRF2、HO-1、PSD95、SYN 及二抗購自美國Proteintech 公司，抗體NQO-1 購自武漢賽維爾公司； ECL 試劑盒購自上海翌圣公司； 多奈哌齊（Donepezil）購自上海麥克林有限公司；ML5 由華東理工大學藥學院馬磊課題組提供， 其結構如圖1所示。