基于调控星形胶质细胞介导的谷氨酸-谷氨酰胺循环改善海马niche探讨楮实子促神经发生治疗AD的作用及机制
批准号:
82104422
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:
闫宇辉
依托单位:
学科分类:
中药神经精神药理
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
闫宇辉
中文摘要
成年海马神经发生异常被认为与AD发生发展密切相关,由此导致特定脑区神经元溃变丢失是AD无法治愈的原因,故促神经发生将成为治疗AD的有效策略。神经发生高度依赖海马微环境(niche)的状态,星形胶质细胞(AS)与niche内所有细胞均有接触,通过谷氨酸-谷氨酰胺循环(GGC)调控神经营养因子和神经毒素释放改善海马niche状态,是促神经发生的关键因素。楮实子具补肾益髓之功效,前期研究发现楮实子水提物可提高AD小鼠脑内新生神经元数量、改善其认知功能,增加其脑组织中NAA和Gln含量,但作用机制尚不明确。本项目拟对楮实子不同提取部位进行化学组分分析;利用AD斑马鱼对其促神经发生的有效部位进行筛选;利用APP-NSCs/AS共培养模型及AD小鼠对其有效部位促神经发生的药效进行验证,并深入解析其分子机制,为充分开发楮实子药用价值提供理论依据,为中药再生修复治疗AD等神经退行性病变提供新思路和新方法。
英文摘要
The abnormality of adult hippocampal neurogenesis is considered to be closely related to the occurrence and development of AD, the resulting progressive neuronal loss in specific brain areas is the reason why AD cannot be cured. Therefore, promoting neurogenesis will become an effective strategy for the treatment of AD. Neurogenesis is highly dependent on the state of the hippocampal microenvironment (niche). Astrocytes (AS) are an important member and contacted with all cell types in the niche. Through the glutamate-glutamine cycle (GGC), AS can regulate the balance of neurotrophic factors and neurotoxins, so that to improve the niche state, which is a key factor in promoting neurogenesis. Fructus broussonetiae has the effect of tonifying kidney and marrow. Our previous studies have found that the Fructus broussonetiae extract can increase the number of new born neurons, improve the cognitive function and increase the content of NAA and Gln in the brain of AD mice. However, its mechanism is still unclear. Based on the previous work, this project intends to analyze the chemical components of different extracted parts of Fructus Broussonetiae, screening its effective parts using AD zebrafish model, verifying and analyzing its efficacy and molecular mechanism using APP-NSCs/AS co-culture model and AD mice. The above research provides a theoretical basis for fully exploiting the medicinal value of Fructus Broussonetiae, and also provides new ideas and methods for the regeneration and repair of traditional Chinese medicine in treating neurodegenerative diseases such as AD.
改善脑内微环境(niche),增强成年海马神经发生是治疗AD的有效策略之一。本项目采用六水氯化铝建立的AD斑马鱼模型,发现楮实子总水提物和水萃取相均能明显改善AD斑马鱼的光暗刺激反应能力,抑制AchE的活性。其活性成分为楮实子多糖(FBP),进一步通过T迷宫实验、免疫染色、q-PCR等方法,发现FBP可以改善AD斑马鱼的学习记忆能力,增加斑马鱼的运动距离和运动速度,改善AD斑马鱼脑内细胞凋亡,还能够上调slc1a3a基因和glula基因相对表达量。利用3×Tg-AD 小鼠模型,发现FBP在25、50和100mg/kg剂量条件下,均可以显著改善小鼠的学习记忆能力,上调AD小鼠脑内激活的A2型AS所占比例,增强AD小鼠内源性NSCs的增殖并分化为神经元,减轻AD小鼠的神经元病理损伤和神经元调亡,其机制与FBP上调GGC循环相关蛋白,进而调控Wnt/β-catenin信号通路关键蛋白表达有关。利用APP-NSCS/AS共培养体系研究表明,FBP对细胞的最佳作用浓度为5mg/mL,在该浓度条件下,FBP可以下调APP-NSCS/AS共培养体系细胞上清液中Aβ表达量,上调BDNF、VEGF、Glu和Gln等神经营养因子的表达量,说明FBP可以促进AS分泌神经营养因子,改善GGC循环,这可能是其改善海马niche促进神经发生的机制之一。此外,FBP可以促进NSCs的增殖,并且向神经元分化,抑制细胞的凋亡,而上述作用在加入BDNF siRNA和GGC循环蛋白抑制剂后被逆转。Western Blot实验也得到了相似的结果。证明FBP可以通过上调AS中BDNF的表达,上调GGC循环关键蛋白GLT-1和GLAST,调控GGC循环,改善细胞微环境,同时,还可以通过激活Wnt/β-catenin信号通路,促进NSCs增殖并诱导其向神经元分化。.通过上述研究,阐明了楮实子抗AD作用的有效部位,为今后进一步阐明其抗AD的物质基础、为楮实子等同类中药的新药研发及在神经发生领域的应用提供理论与实验依据,从整体、细胞及分子水平揭示了楮实子多靶点调控AS及其介导的GGC,改善海马niche而促内源性神经发生的过程及分子机制。为充分开发楮实子药用价值提供理论依据,为中药再生修复治疗AD等神经退行性病变提供新思路和新方法。
楮实子多糖高效提取与功能性产品开发
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2026
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负责人:闫宇辉
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依托单位:
基于调控星形胶质细胞介导的谷氨酸-谷氨酰胺循环改善海马niche探讨楮实子促神经发生治疗AD的作用及机制
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:30万元
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批准年份:2021
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负责人:闫宇辉
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依托单位:
国内基金
海外基金