红花醌式查耳酮化学、生物转化及其干预血管性痴呆（VaD）机制及构效关系研究

Vascular dementia (VaD) clinical treatment effect is not ideal, because the etiology is still not clear. Some evidences show that energy metabolization obstacle and the stress of oxidation injury (OS) are related with VaD. Mitochondria can generate reactive oxygen species (ROS) , and susceptible to be damaged by ROS, and mutations mtDNA can cause mitochondria electronic transmission chain function obstacle, lead to more ROS generation, cause brain damage and the stress of oxidation of cell apoptosis. The irreversible vicious cycle process may be the basic reasons of VaD occurrence and development. Quinone chalcones from Carthamus tinctorius L. have similar structure characteristics with MitoQ, a famous mitochondrial antioxidants, can through the structure transformation remove overmuch ROS, prevent further damage to the mitochondrial DNA, to prevent the occurrence of VaD. This project aims to through the system research VaD different pathological characteristics of time and space by damaged mtDNA, use the different structure characteristics quinone chalcones from Carthamus tinctorius L. to intervene mtDNA damage, set out the exact relationshipreasons of mtDNA damage, mitochondrial energy metabolization obstacle, mitochondria source OS with VaD' occurrence and development, for looking for the effective drug of prevention and treatment VaD provides the theory basis.

血管性痴呆（VaD）临床治疗效果不理想，缘于病因学仍未阐明。有证据表明能量代谢障碍和氧化胁迫损伤（OS）与VaD发生发展相关。线粒体能被动生成活性氧（ROS），且易受到ROS的损伤后发生突变，而突变的mtDNA可致线粒体电子传递链功能障碍，导致更多的ROS生成，造成脑组织细胞的氧化胁迫损伤及凋亡，这一不可逆的恶性循环过程可能是VaD发生发展的根本原因。红花醌式查耳酮具有与线粒体抗氧化剂MitoQ相似的结构特点，能通过结构转化消除由于缺血缺氧产生过多的ROS，阻止对线粒体DNA进一步损伤，达到预防和遏制VaD的发生发展。本项目旨在通过系统研究VaD不同病理分期mtDNA损伤的时空特性及原因，通过不同化学结构特征的红花醌式查耳酮干预mtDNA损伤，阐明mtDNA损伤、线粒体能量代谢障碍和线粒体源OS与VaD发生发展的确切关系，为寻找预防和治疗VaD的有效药物提供依据。

红花（Carthamus tinctorius L.）为传统活血化瘀中药，临床广泛用于脑血管病的治疗，但其活性物质基础及活性机制仍未完全阐明。本项目系统研究了红花中主要活性成分醌式查尔酮的组成，建立了其代表成分醌式查尔酮的分离纯化方法，进一步研究了该类化合物烯醇和酮式异构体互变转换的机理，并考察了7种微生物发酵转化主要醌式查尔酮作用。采用全反式维甲酸诱导人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞分化为成熟神经元，考察了红花查尔酮类化合物的神经保护作用。发现红花黄色素A（SYA）明显抑制谷氨酸诱导的神经元凋亡，羟基红花黄色素A（HSYA）、SYA和红花黄色素B（SYB）均能不同程度的改善冈田酸所致分化神经元突触萎缩和tau蛋白过度磷酸化，以SYA的作用最为显著。其机制与减少线粒体源ROS（mtROS）生成、修复线粒体DNA（mtDNA）损伤、改善线粒体功能相关。采用微弹簧结扎法复制了小鼠慢性脑低灌注（Chronic Cerebral Hypoperfusion，CCH）血管性痴呆模型，发现CCH可致小鼠严重的认知功能障碍、mtDNA拷贝数下降和损伤，线粒体复合体I和II功能下调，但NADPH氧化酶活性明显上调。SYA、SYB、HSYA和红花苷（Carthamin)均可明显改善全脑低灌注小鼠认知功能障碍和线粒体呼吸功能，减轻mtDNA损伤和拷贝数下降，减少mtROS生成，下调脑组织NADPH氧化酶活性。另外采用体外培养中脑神经元建立了脂多糖（LPS）诱导的神经毒性模型，发现HSYA可明显抑制LPS诱导的多巴胺能神经元损伤，与其抑制NF-κB 和iNOS表达，下调培养基中IL-1β、TNF-α和NO水平相关。本项目基本阐明了红花有效成分的脑保护作用与其调控细胞内氧化还原状态，抑制mtDNA损伤，改善线粒体功能和脑能量代谢状态，以及下调炎症相关信号通路相关，为红花临床用于脑血管病干预提供了理论基础。