益气活血中药调控线粒体自噬治疗阿尔茨海默病的机制研究

Mtophagy is closely related to the occurrence and development of Alzheimer's disease. Previous studies have proved that Qi supplementing Huoxue Chinese medicine can improve the energy metabolism of brain cells, regulate autophagy and apoptosis, improve the function of neurovascular unit, promote the clearance of A beta and protect the mitochondria of cells, so as to effectively protect neurons and improve intelligence. Based on this, we believe that the cytoprotective effect of Yiqi Huoxue herbs is closely related to the regulation of mitochondrial autophagy pathway PINK1/OPTN/NDP52 and autophagy / lysosomal pathway LAMP1/Cathepsin D pathway. This study will use the APP/PS1 double transgenic mice and Aβ induced autophagy in PC12 cells model as the experimental object, by behavior, transmission electron microscopy, immunohistochemistry, Western blot methods to observe the hippocampus morphology, autophagosomes, mitochondrial configuration, to detect the expression of mitochondria autophagy protein, such as PINK1, OPTN, NDP52, LAMP1, Cathepsin, D, LC3, PS1 etc.. This research is to reveal the mechanism of regulating mitophagy to protect mitochondria by Chinese medicine with the effects of reinforcing QI and activating blood circulation.

线粒体自噬（mitophagy）与阿尔茨海默病的发生发展有密切关系。既往研究证明，益气活血中药智脑参可改善脑细胞能量代谢，调控自噬、凋亡，改善神经血管单元功能，促进Aβ清除，保护细胞线粒体，从而有效保护神经细胞，改善智能。基于此，我们认为益气活血中药的细胞保护作用与其调控线粒体自噬通路PINK1/OPTN/NDP52 和自噬/溶酶体通路LAMP1/Cathepsin D通路密切相关。本研究将以APP/PS1双转基因小鼠和Aβ诱导PC12细胞自噬模型为实验对象，应用行为学、透射电子显微镜、免疫组化、Western blot等技术方法，通过观测海马组织形态、自噬小体、线粒体形态结构，检测脑细胞线粒体自噬关键性蛋白PINK1、OPTN、NDP52、LAMP1、Cathepsin D、LC3、PS1等的表达情况，揭示益气活血中药调控线粒体自噬保护脑细胞的作用机制。

阿尔茨海默病（AD）是神经系统退行性变疾病中最常见的疾病之一，位居中国居民死亡病因前列。线粒体自噬（mitophagy）障碍是AD的重要病理变化，前期的国自然项目研究发现，益气活血中药能抑制自噬基因Beclin-1表达。本课题分为动物实验和细胞实验两部分内容，在动物实验方面应用APP/PS1转基因小鼠，益气活血中药干预后检测小鼠学习记忆能力，细胞实验将Aβ25-35处理后的未分化PC12细胞作为模型，两部分实验均观察神经细胞形态变化、检测神经细胞氧化损伤、线粒体自噬及线粒体功能相关蛋白，从而明确益气活血中药对AD模型小鼠线粒体自噬障碍的作用。动物实验研究发现，益气活血中药能提高APP/PS1小鼠学习记忆能力，改善海马组织细胞形态，上调PINK1、OPTN、NDP52、LAMP1、PDS59及LC3蛋白表达，增加Beclin及BCL2蛋白表达；细胞实验发现益气活血中药血清能提高未分化PC12细胞的存活率，提高线粒体膜电位，增加线粒体PINK1、OPTN、NDP52、LC3、LAMP1蛋白表达，提高Beclin、BCL2蛋白含量，提示益气活血中药能同时提高海马组织及线粒体内自噬相关蛋白表达总量，通过上调PINK1/OPTN/NDP52通路改善细胞线粒体自噬，提高线粒体膜电位，减轻细胞氧化损伤，从而改善神经细胞形态，提高细胞存活率。