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國自然熱點│天然產(chǎn)物調(diào)控線粒體自噬在預(yù)防神經(jīng)退行性疾病中的應(yīng)用

閱讀:751      發(fā)布時間:2023-12-18
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神經(jīng)退行性疾?。╪eurodegenerative diseases,NDs)是由于神經(jīng)元及其髓鞘喪失所導(dǎo)致的一種神經(jīng)元功能障礙狀態(tài),根據(jù)受影響的大腦區(qū)域不同表現(xiàn)出運功能障礙、認知功能下降以及癡呆等臨床癥狀,常見的神經(jīng)退行性疾病包括朊病毒?。≒rion disease)、阿爾茨海默?。ˋlzheimer disease,AD)、帕金森?。≒arkinson disease,PD)、amyotrophic lateral sclerosis,ALS、亨廷頓?。℉untington,s disease,HD)、路易體癡呆癥(Lewy body dementia,LBD)、額顳葉癡呆(frontotemporal lobar dementia,F(xiàn)TD)等多種疾病。


圖1 常見神經(jīng)退行性疾病及損傷腦區(qū)[1]

 

線粒體是機體中一種重要的細胞器,它通過細胞中多種代謝途徑進行能量供給,對于維持機體正常狀態(tài)發(fā)揮重要的生理作用。線粒體自噬是通過自噬體、自噬蛋白等相關(guān)因子,以清除受損線粒體的方式來維持線粒體的功能及細胞內(nèi)的穩(wěn)態(tài),是目前研究較為廣泛的一種選擇性自噬過程。在神經(jīng)退行性疾病的發(fā)展過程中,線粒體自噬通常表現(xiàn)出異常狀況,導(dǎo)致機體內(nèi)受損線粒體過度累積,從而造成更嚴重的神經(jīng)元損傷、加快神經(jīng)退行性疾病的進程[2]。



圖 2  線粒體自噬過程與機制[3]

 

線粒體外膜上的受體蛋白含有與自噬體中微管相關(guān)蛋白輕鏈3(Light chain 3,LC3)相結(jié)合的結(jié)構(gòu)域,能夠直接介導(dǎo)線粒體自噬的發(fā)生。線粒體自噬主要涉及的作用機制可分為兩種(圖2):
1)通路介導(dǎo)的線粒體自噬;2)受體介導(dǎo)的線粒體自噬。

 

清除受損線粒體的最主要方式是 Parkin/PINK1通路介導(dǎo)的線粒體自噬。受體介導(dǎo)的線粒體自噬大多會在特定的條件下發(fā)揮他們的作用,例如FUNDC1會在缺氧的條件下與 LC3發(fā)生相互作用介導(dǎo)線粒體自噬;而促凋亡的NIX則是在紅細胞成熟期間誘導(dǎo)線粒體自噬的發(fā)生。

 

大量研究表明,天然產(chǎn)物(如白藜蘆醇、槲皮素、姜黃素、黃芩素 、紅景天苷、鼠尾草酸等)具有調(diào)控線粒體自噬改善神經(jīng)退行性疾病的能力,且呈現(xiàn)出安全低毒、經(jīng)濟高效等優(yōu)勢。Wang[4]等研究表明,白藜蘆醇可減輕Aβ 1-42誘導(dǎo)的細胞死亡,顯著增強吞噬作用,包括增加酸性囊泡細胞器數(shù)目、LC3-II/LC3-I比值、Parkin 和Beclin-1蛋白的表達以及LC3和TOMM20在Aβ 1-42處理的PC12細胞中的共定位(圖3),可能以通過自噬-溶酶體途徑加快清除機體內(nèi)多余的受損線粒體,緩解Aβ 引起的氧化損傷與線粒體功能障礙。Han[5]等研究結(jié)果顯示,槲皮素通過上調(diào)線粒體自噬通路蛋白Parkin/PINK1 的表達,恢復(fù)脂多糖誘導(dǎo)小鼠BV2細胞和原代小膠質(zhì)細胞中線粒體自噬水平,減少P62與TOMM20之間的共定位,抑制炎癥因子IL-1β、IL-6和Tnf-α的表達與NLRP3炎性體的激活,減弱小膠質(zhì)細胞的增殖與吞噬活性。張盼[6]研究發(fā)現(xiàn),低濃度 的姜黃素能夠緩解5-氟尿嘧啶和奧沙利鉑引起的小鼠認知障礙,其通過上調(diào)PARL蛋白,提高PINK1與 Parkin蛋白的表達誘導(dǎo)線粒體自噬的發(fā)生,緩解化療藥物引起的神經(jīng)損傷。但是由于其研究缺少相關(guān)蛋白表達的檢測數(shù)據(jù),因此無法對姜黃素影響線粒體自噬的水平給出具體結(jié)論。


圖3 白藜蘆醇促進Aβ 1-42誘導(dǎo)的PC12細胞中線粒體自噬的發(fā)生

 

雖然目前科研人員發(fā)現(xiàn)了多種天然產(chǎn)物可以調(diào)控線粒體自噬預(yù)防神經(jīng)退行性疾病,但是仍有較多問題需要深入探究,比如部分研究僅處于體外實驗階段,缺少體內(nèi)實驗和臨床應(yīng)用相應(yīng)的研究數(shù)據(jù)。因此,探尋線粒體自噬在神經(jīng)退行性疾病中的作用方式,開發(fā)具有調(diào)控緩解作用的食源性天然產(chǎn)物藥物很有必要。

 


參考文獻


[1] Bertram L, Tanzi R E.The genetic epidemiology of neurodegenerative disease[J]. Journal of Clinical Investigation, 2005, 115(6):1449-1457.
[2] Goldsmith J , Information V F A , Holzbaur E L F,et al. Proteomic profiling shows mitochondrial nucleoids are autophagy cargo in neurons: implications for neuron maintenance and neurodegenerative disease[J]. Autophagy, 2022,18(8).
[3] 曹雨欣, 張彥青, 戚務(wù)勤等. 食源性天然產(chǎn)物調(diào)控線粒體自噬預(yù)防神經(jīng)退行性疾病的研究進展[J].食品科學(xué),2023.
[4] WANG H, JIANG T, LI W, et al. Resveratrol attenuates oxidative damage through activating mitophagy in an in vitro model of Alzheimer’s disease[J]. Toxicology Letters,2018,282:100-108.
[5] HAN X, XU T, FANG Q, et al. Quercetin hinders microglial activation to alleviate neurotoxicity via the interplay between NLRP3 inflammasome and mitophagy[J]. Redox Biology, 2021, 44(7230):102010.
[6] 張盼. 姜黃素改善化療藥物引起的認知損傷及其線粒體機制研究[D].華東師范大學(xué), 2018.

 

神經(jīng)退行性疾病調(diào)節(jié)天然產(chǎn)物:


貨號

中文名稱

英文名稱

規(guī)格

abs812950

紅景天苷

Salidroside

5mg

abs814479

鼠尾草酸

Carnosic acid

10mg

abs814549

黃芩素

Baicalein

100mg

abs815905

白藜蘆醇

Resveratrol

200mg

abs815928

姜黃素

Curcumin

50mg

abs816892

蘆丁

Rutin

500mg

abs818302

尿石素A

Urolithin A

10mg

abs819483

槲皮素

Quercetin

500mg




 

神經(jīng)退行性疾病相關(guān)多肽/蛋白/抗體:


貨號

中文名稱

規(guī)格

abs04412

Recombinant Human α-Synuclein/SNCA

50μg

abs04413

Recombinant Human γ-Synuclein/SNCG

50μg

abs04426

Recombinant Human Microtubule-Associated Protein Tau F/MAPT-F/TAU-F

50μg

abs119700

Rabbit Anti-beta Amyloid 1-42 Polyclonal Antibody

50μL

abs145617

Mouse Anti-Tau Monoclonal Antibody

100μL

abs147770

Rabbit Anti-Alpha-synuclein Polyclonal Antibody

50μL

abs148969

Rabbit Anti-TAU Polyclonal Antibody

50μL

abs45128173

Amyloid β-Protein (1-42)

1mg

abs45152490

β-Amyloid (1-42), sodium salt

1mg

abs45153009

Tau-Protein (323-335)

1mg

abs45153010

Tau-Protein (1-16)

1mg





溫馨提示:absin所有產(chǎn)品僅用于科學(xué)研究,請勿藥物、家用或其他用途。

 

好消息!Absin文獻獎勵重磅升級!

 


Absin特色產(chǎn)品線:

WB相關(guān):ECL發(fā)光液、預(yù)染marker、預(yù)制膠;IHC相關(guān):二抗試劑盒、組化筆;IP/CoIP試劑盒;激動劑/抑制劑;血清、BSA、蛋白酶K、CTB、TTX、CEE;凋亡試劑盒;呼吸爆發(fā)試劑盒;ELISA試劑盒;重組蛋白;抗體: 二抗、標(biāo)簽抗體、對照抗體;定制服務(wù)(抗體/多肽/蛋白/標(biāo)記/檢測)...

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