Phytomedicine:华南师范大学李楚华课题组|虫草素通过调节腺苷A2A受体来改善MPTP诱导的帕金森病小鼠模型的认知功能

2023-01-30 小欣博士 “脑声常谈”公众号 发表于陕西省

虫草素(3’-脱氧腺苷)是天然中药冬虫夏草的药理活性成分,具有多种生物作用,包括抗氧化、抗炎和抗肿瘤等。

帕金森病(PD)是最常见的神经退行性疾病,主要影响黑质(SN)中的多巴胺能神经元。除了严重的运动功能障碍外,PD患者在晚期还出现了明显的认知功能障碍,而认知功能障碍总伴随着海马体的突触传递损伤。

虫草素(3’-脱氧腺苷)是天然中药冬虫夏草的药理活性成分,具有多种生物作用,包括抗氧化、抗炎和抗肿瘤等。虫草素的化学结构与腺苷高度相似,而腺苷作用于四种类型的腺苷受体:腺苷A1、A2A、A2B和A3受体。A1R和A2AR在腺苷对学习和记忆的调节中发挥着重要作用。此外,既往研究表明,虫草素可通过调节海马体中腺苷A2AR或腺苷A1R的表达,提高学习记忆能力和突触元可塑性。

在此背景下,2023年1月6日,华南师范大学生命科学学院李楚华课题组在Phytomedicine

发文揭示了虫草素通过调节腺苷A2A受体来改善MPTP诱导的帕金森病小鼠模型的认知功能。

首先,课题组采用1-甲基-4-苯基-1、2、3、6-四氢吡啶(MPTP)建立PD小鼠模型,对C57BL / 6小鼠腹腔注射MPTP,并灌胃内注射虫草素。

旷场测试结果显示:虫草素缓解了MPTP小鼠在旷场内移速和在中央停留时间及移动距离的异常减少,即虫草素缓解了MPTP诱导的焦虑表型。

图1|旷场测试结果

水迷宫结果显示:MPTP小鼠的逃离时间显着增加,其穿越目标平台的次数显着减少,表现出空间记忆认知障碍。Y迷宫结果显示:MPTP小鼠选择进入陌生臂的次数和进入时间显着减少,表现出探索欲望的降低。而虫草素缓解了MPTP诱导的空间记忆认知障碍并增强了其探索欲望。

图2|水迷宫(左)和Y迷宫(右)实验结果

LTP电生理记录结果显示:虫草素在一定程度上恢复了MPTP小鼠的LTP,暗示虫草素可能通过改善海马的LTP来缓解记忆损伤。同时,WB结果表明虫草素可逆转MPTP诱导的TH(酪氨酸羟化酶,脑内多巴胺合成的限速酶)下降,提示虫草素可降低MPTP诱导的毒性,保护多巴胺能神经元。

图3|海马的LTP记录(左)和TH的WB(右)结果

进一步的fEPSP电生理结果表明:虫草素减轻了MPTP诱导的对海马切片突触传递的抑制,且虫草素的这种缓解作用被DPCPX(腺苷A1受体的特异性拮抗剂)和SCH58261(腺苷A2A受体的特异性拮抗剂)所阻断,暗示其可能通过腺苷受体调节海马切片中的突触传递 。

图4|海马的fEPSP记录结果

为了验证腺苷受体在虫草素效能中的作用,课题组再次通过WB发现:人工脑脊液和虫草素培养的海马脑切片的A1R表达水平没有发生改变,但A2AR表达水平显着降低,即虫草素主要通过下调海马体中的A2AR水平发挥作用。

图5|体外培养海马的腺苷受体WB结果

总的来说,本文揭示了虫草素可改善由MPTP诱导的PD模型的焦虑样表型和认知功能缺陷,其潜在机制可能主要通过调节A2AR来改善LTP和基本的突触传递。此外,虫草素可减轻运动功能障碍和酪氨酸羟化酶的表达水平。这些发现有助于为帕金森病引起的痴呆提供一种新的策略。

原始出处:

Shu-YiHuang, et al. Cordycepin improved the cognitive function through regulating adenosine A2A receptors in MPTP induced Parkinson's disease mice model. Phytomedicine, 2023.

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