黄芩苷调控Nrf2/ARE信号通路影响ADHD模型DA递质转运平衡机制研究
批准号:
82104928
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
周荣易
依托单位:
学科分类:
中医儿科学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
周荣易
中文摘要
ADHD严重危害儿童身心健康,探索其发病机制及有效治疗措施具有重要意义。申请人前期研究发现黄芩苷能够控制ADHD核心症状,深入研究表明,黄芩苷可以上调VMAT2及Nrf2/ARE信号通路中Nrf2蛋白表达和ATP、PKA酶活性影响脑内DA水平。据此我们提出假说:黄芩苷能够激活Nrf2/ARE信号通路启动ARE依赖型内源性抗氧化酶表达,抑制ROS蓄积导致的细胞因子活化,产生抗氧化应激效应,进而抑制DAT-VMAT2转入-转出失衡以维持脑内DA水平。本课题以SHR大鼠为模型,采用VMAT2特异性阻断剂,运用微透析技术、代谢组学技术、激光共聚焦技术等检测SHR大鼠脑脊液及前额叶、纹状体内Nrf2、ARE、DAT、DA、VMAT2及ROS等的变化,以阐明黄芩苷调控Nrf2/ARE信号通路发挥抗氧化应激效应影响DA递质转运平衡治疗ADHD分子机制,为明确黄芩苷治疗ADHD作用机制及推广应用提供依据。
英文摘要
Attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) seriously damages children's physical and mental health, it is of great significance to explore its pathogenesis and effective treatment measures. Our previous studies have found that baicalin can control the core symptoms of ADHD. Further studies indicated that baicalin can up-regulate the VMAT2 and Nrf2 expression, and the activities of ATP and PKA enzymes in the Nrf2/ARE signaling pathways to affect DA levels in the brain. Therefore, we propose the hypothesis that baicalin can activate the Nrf2/ARE signaling pathway to initiate the expression of ARE dependent endogenous antioxidant enzymes, and inhibit the activation of cytokines caused by ROS accumulation, and play the anti-oxidative stress effects to inhibit transferring imbalance of DAT-VMAT2 to maintain DA levels in the brain. In this study, SHR rat would be selected as ADHD animal model and VMAT2 specific blocker would be applied. Microdialysis in vivo cerebrospinal fluid collection technology, metabolomics technology, and laser confocal technology would be used to detect the changes of Nrf2, ARE, DAT, DA, VMAT2 and ROS in the cerebrospinal fluid, prefrontal cortex and striatum of SHR rats, and then, to clarify the molecular mechanism of baicalin regulates Nrf2/ARE signaling pathway which play the anti-oxidative stress effects to affect DA transmitter transport balance to treat ADHD. So as to provide experimental evidence to clarify the mechanism of baicalin in the treatment of ADHD and contribute the popularization and application of baicalin.
ADHD是儿童常见的神经发育障碍疾病,探索其发病机制是当前国际研究热点。前期研究发现黄芩苷能够控制ADHD核心症状,深入研究表明,黄芩苷可以上调VMAT2及Nrf2/ARE信号通路中Nrf2蛋白表达和ATP、PKA酶活性影响脑内DA水平。这提示氧化应激与DAT-VMAT2转运失衡内在关联可能是引发 “DA缺陷” 的新机制。为深入探究氧化应激与DAT-VMAT2的内在关联,我们以SHR大鼠为模型,运用行为学实验方法及Western Blot/Real-time PCR/IHC/IF/HPLC等现代实验技术进行了深入研究。结果表明,SHR体内氧化应激标志物H2O2、MDA、8-OHdG和TNF-α水平异常升高,抗氧化物SOD、谷GSH-Px/GPx、CAT、T-AOC和GSH则异常减少,模型处于明显的高氧化应激(OS)状态,这直接导致了DAT-VMAT2的转运失衡,影响脑内DA稳态。机制研究表明,抗氧化应激相关Nrf2/Keap-1/HO-1通路被抑制,进而致使DAT过度活化,VMAT2功能被拮抗,这充分证实了OS与DAT-VMAT2 转运失衡之间存在密切联系。经黄芩苷(BA)治疗后,SHR高OS状态受到抑制,DAT-VMAT2转运失衡得以恢复,从而稳定了脑内DA稳态,有效改善SHR的行为症状。我们进一步采用VMAT2特异性抑制剂丁苯那嗪(TBZ)处理,发现 SHR脑内Nrf2核转位受限,DAT-VMAT2的转运失衡加剧,这进一步验证了Nrf2/Keap-1/HO-1通路调控DAT-VMAT2转运失衡的分子机制。此外,在高氧化应激状态下,NF-κB P65的磷酸化被激活,进而上调了与其相互作用的热休克同源蛋白70(HSC70)的表达,这提示HSC70与VMAT2之间可能存在负向反馈调节机制。本研究揭示了ADHD发病的全新机制:DAT-VMAT2的转运失衡导致脑内DA缺陷。而黄芩苷作为一种极具潜力的干预手段,能够通过激活Nrf2/Keap-1/HO-1通路来抑制氧化应激和炎症水平,恢复DAT-VMAT2转运平衡并改善脑内DA稳态。这一创新性发现不仅为深入探索ADHD的发病机制筑牢了基础,更为黄芩苷在ADHD治疗及推广应用方面提供了全新的分子层面的见解,有望为ADHD患儿带来新的治疗希望。
黄芩苷调控p62-KEAP1-NRF2介导的氧化应激—自噬平衡影响ADHD模型脑内SNARE复合体形成及功能机制研究
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批准号:82474577
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项目类别:面上项目
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资助金额:49.00万元
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批准年份:2024
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负责人:周荣易
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依托单位:
国内基金
海外基金