葛根素通过伴侣自吞噬途径干预帕金森病的发展

帕金森病的主要特征是多巴胺能神经元的退行和路易小体的出现，通过抑制这两种典型的特征的发展是治疗帕金森病的重要靶点。本项目拟在前期研究的基础上进一步考察葛根素对多巴胺能神经元内蛋白降解系统，尤其伴侣自吞噬途径的影响，力图阐明其作用的机制。研究采用建立的体内外帕金森病模型考察葛根素的保护作用，重点考察葛根素对PI3K/mTor和Beclin/Bcl-2信号通路在细胞伴侣自吞噬中的影响，探讨葛根素通过干预伴侣自吞噬途径来达到抑制帕金森病的发展的作用及机制。课题设计采用分子生物学、药理学和电化学分析检测等手段，通过测定神经递质的变化，行为学指标的改变，凋亡和自噬在模型过程中的发生的关联以及伴侣自吞噬特异性蛋白等指标；采用SiRNA技术和基因转染等技术研究葛根素深入的作用机制。通过本研究可以为将来寻找有效的干预帕金森病发展的中药提供一定的理论基础和实验依据。

帕金森病是一种以黑质纹状体区多巴胺能神经元进行性缺失和纹状体多巴胺含量显著减少为特征的中枢神经系统变性疾病。近年来，蛋白质的降解障碍被认为是帕金森病发病过程中的重要因素。分子伴侣自吞噬途径和泛素蛋白酶体系统是细胞内两种重要的蛋白降解系统，负责细胞内可溶性蛋白的降解，对细胞的新陈代谢以及稳定具有重要的作用。分子伴侣自吞噬途径在多巴胺能神经元退行中扮演的角色尚待阐明。本项目在前期研究的基础上进一步考察葛根素对多巴胺能神经元内蛋白降解系统，尤其伴侣自吞噬途径的影响，力图阐明其作用的机制。研究采用建立的体内外帕金森病模型考察葛根素的保护作用，结果显示葛根素对MPP+诱导的细胞模型和MPTP及6-OHDA诱导的动物模型均具有保护作用。其可能性的机制和抗氧化、促进GDNF的表达和激活PI3K/AKT通路并能阻止P53蛋白核转移有关。进一步的研究还发现MPP+损伤SH-SY5Y细胞可以导致细胞内的ROS释放增加，而葛根素能够明显抑制MPP+引起的ROS释放增加，使氧自由基生成减少，降低氧化应激导致的神经细胞损伤，具有明显的抗氧化活性，而氧化应激损伤是帕金森病发生发展的重要原因。实验的结果显示通过增加葛根素作用MPP+损伤的SH-SY5Y细胞产生明显的自噬体；自噬体中的酸性小体也显著增加；ROS的释放显著下降；选择性蛋白Hsc70和Lamp2a的表达，减少α-synulein蛋白的积聚发挥了抑制帕金森病的发展；结果提示葛根素可能是通过抑制氧化应激的始动作用，进而通过调控分子伴侣自吞噬方式启动了细胞内的蛋白降解途径，最终发挥其抗帕金森病的效应。结合前期的研究，我们认为葛根素的抗氧化活性是始动机制，在帕金森病的发展过程中葛根素可能通过调控PI3K/AKT信号通路、UPS和CMA通路，降解MPP+损伤SH-SY5Y细胞内a-synulein蛋白积聚，最后实现延缓帕金森病的进程。从体内和体外两方面进行验证实验，为将来寻找有效的干预帕金森病发展的中药提供实验依据。