杜仲基于植物雌激素样活性调控小胶质细胞炎性活化治疗帕金森病的生物学机制研究

Abnormal activation of microglia in the brain is the key to accelerate the Parkinson's disease (PD) process, and estrogen / phytoestrogens can play a role in the treatment of PD by inhibiting the microglia activation. “Tonify the liver and kidney” of Eucommia ulmoides has phytoestrogen activity, our preliminary confirmed that Eucommia ulmoides has significant therapeutic effect on PD mice, but the biological mechanism needs further research. Based on these, we propose a hypothesis that “Eucommia ulmoides regulation of microglia activation base on the phytoestrogen activity, inhibition of neuroinflammation and play a therapeutic effect PD”. First of all, using MPTP induced PD mouse model, and the estrogen receptor (ER) inhibitor as a tool, to clear that Eucommia ulmoides can regulate microglia activation through ER pathway and treatment PD. Secondly, using UPLC/Q-TOF-MS integrated ER dual luciferase reporter gene screening technology to screen Eucommia ulmoides phytoestrogenic active ingredients and validate those. Finally, based on the phytoestrogen/ER/PI3K/Akt/NF-κB signaling pathway, to elucidate the molecular mechanism of Eucommia ulmoides regulation microglia activation. In order to provide the experimental basis for the scientific connotation of “tonifying the liver and kidney” of traditional Chinese medicine in the treatment of PD, and provide experimental basis for develop of phytoestrogens PD therapeutic drugs.

脑内异常活化的小胶质细胞是加速帕金森病（PD）进程的关键，雌激素/植物雌激素可通过抑制小胶质细胞活化发挥抗PD作用。“补益肝肾”中药杜仲具有植物雌激素样活性，我们前期研究证实杜仲对PD小鼠具有显著治疗作用，但其生物学机制有待深入研究。基于此我们提出“杜仲基于植物雌激素样活性调控小胶质细胞炎性活化，抑制神经炎症而发挥抗PD作用”的工作假说。利用MPTP诱导的PD小鼠模型，以雌激素受体（ER）抑制剂为工具药，明确杜仲可通过ER途径调控小胶质细胞炎性活化发挥抗PD作用；利用UPLC/Q-TOF-MS整合ER的双荧光素酶报告基因技术筛选杜仲植物雌激素活性成分并验证；基于植物雌激素/ER/PI3K/Akt/NF-κB信号通路，阐明杜仲活性成分调控小胶质细胞炎性活化的分子机制。为阐释“补益肝肾”中药治疗PD的科学内涵提供实验依据，为开发植物雌激素类抗PD创新中药奠定实验基础。

近年来帕金森病越来越受到人们关注，但目前尚缺乏很好的治疗策略。本研究以MPTP诱导损伤小鼠多巴胺能神经元建立帕金森病模型，选择补肝肾强筋骨的杜仲进行干预，基于神经炎症反应及小胶质细胞表型转化，考察了杜仲治疗帕金森病的药效物质及作用机制。. 通过腹腔注射MPTP复制帕金森病模型。设置正常对照组、模型组，杜仲组，连续造模5天，灌胃给药8天，爬杆、转棒、抓力等行为学实验明确了杜仲具有改善帕金森病运动障碍的作用。HPLC、IHC、Western blotting实验结果发现杜仲能够减少帕金森病小鼠中脑黑质部多巴胺能神经元变性坏死，增加多巴胺能神经递质含量，并能 抑制中脑组织雌激素受体的表达，具有一定神经保护作用。. 神经炎症与小胶质细胞活化是防治帕金森病的关键靶标。实验发现杜仲可以显著抑制帕金森病小鼠神经炎症反应，抑制促炎因子，增加抑炎因子表达，减少小胶质细胞活化，并促进小胶质细胞向抗炎表型转化，从而发挥抗治疗帕金森病的作用。. 杜仲药效物质基础研究发现，杜仲中有23个活性成分与行为学密切相关。体内移行成分分析共鉴定出19个原型成分。综合谱效关系与体内成分发现，杜仲醇、京尼平、咖啡酸等10个成分可能是杜仲治疗帕金森病的活性物质基础。. 通过转录组学分析，共筛选出9个相反调控的差异表达基因：Agrp、Pomc、Fyb、Gpr50、NR4A3、Isl1、Gm12840、Fosl2、Sytl4。进一步对差异基因进行验证并作上下游关联，最终发现杜仲作用于p38/JNK-Fosl2 通路，发挥直接脑保护作用。同时，利用16S rDNA测序技术检测帕金森病小鼠肠道菌群丰度，发现杜仲部分尚未在血及脑中检测到的活性成分，可能通过下调Verrucomicrobia、Akkermansia、Staphlococcus等菌属及其介导的炎性反应发挥间接脑保护作用。. 综上，本研究明确了杜仲防治帕金森病的保护作用及分子机制，发现了其治疗的直接、间接作用靶点及相应活性物质。为中药防治帕金森病提供了新的策略与依据，为相关创新中药的研发提供了一定实验依据。. 此外，我们还从运动障碍、多巴胺能神经元保护、小胶质细胞活化及表型转化的角度探讨了杜仲方对帕金森病的治疗作用。