金钗石斛总生物碱调控PI3K/Akt/GSK-3β通路抑制Tau蛋白过度磷酸化在AD中的机制研究
批准号:
82060728
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
34.0 万元
负责人:
黄娟
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:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
黄娟
中文摘要
阿尔茨海默病(AD)发病机制不明,尚缺有效治疗药物。中医药理论认为“AD以肾虚为本质,胰(脾)病为起始”,补益中药有防治AD的作用。金钗石斛为补益中药,我们前期发现其有效成分金钗石斛总生物碱(DNLA)是胰岛素增敏剂,可改善学习记忆能力,与其激活Akt,降低Tau蛋白过度磷酸化,抑制凋亡有关。而PI3K/Akt/GSK-3β通路作为胰岛素相关通路还在AD中调节Tau蛋白磷酸化,是补益中药发挥神经保护作用的关键。故推测DNLA通过PI3K/Akt/GSK-3β通路抑制Tau蛋白过度磷酸化,从而延缓AD的病理改变。项目拟采用3×Tg-AD模式小鼠进一步验证DNLA对AD的作用,检测脑糖代谢和PI3K/Akt/GSK-3β变化;另采用GSK-3β转染的N2a细胞分析其调控PI3K/Akt/GSK-3β抑制Tau蛋白过度磷酸化的机制。为DNLA用于AD治疗提供实验依据,也为金钗石斛开发提供新思路。
英文摘要
The pathogenesis of Alzheimer's disease (AD) is unclear, and there is currently no effective therapeutic drug. The theory of traditional Chinese medicine believes that AD takes kidney deficiency as the essence and pancreas (spleen) disease as the starting point. Tonic Chinese medicine can prevent and treat AD. Dendrobium nobile Lindl. is a kind of tonic Chinese medicine. We found that the active ingredient of Dendrobium nobile Lindl. alkaloid (DNLA) is an insulin sensitizer, it can improve learning and memory ability, which is related to activation of Akt, reduction of Tau protein hyperphosphorylation and inhibition of apoptosis. The PI3K/Akt/GSK-3β pathway, as an insulin-related pathway, also regulates the level of Tau protein phosphorylation in AD, which is the key to the neuroprotective effect of tonic Chinese medicine. Therefore, we speculate that DNLA inhibits the excessive phosphorylation of Tau protein through the PI3K/Akt/GSK-3β pathway, thereby delaying the pathological changes of AD. On the one hand, the project intends to further verify the effect of DNLA on AD with 3×Tg-AD model mice, and detect the changes of brain glucose metabolism and PI3K/Akt/GSK-3β. On the other hand, it will analyze the mechanism of inhibiting Tau protein hyperphosphorylation by regulating PI3K/Akt/GSK-3β with GSK-3β-transfected N2a cells. It provides experimental basis for the treatment of AD by DNLA, and also provides new ideas for the development of Dendrobium nobile.
阿尔茨海默病(AD)是一种多因素导致的综合性疾病。研究表明AD与2型糖尿病(T2DM)具有多种共有特征,故AD也被认为是3型糖尿病(T3DM)。糖原合成酶激酶3β(GSK-3β)作为磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)/ GSK-3β信号通路上的关键蛋白激酶,参与AD和T2DM的发生和发展。特别是作为催化Tau蛋白磷酸化最重要的磷酸化激酶,在调节Tau蛋白磷酸化水平和稳定微管中起关键作用。因此有效调控该通路是治疗AD的有效策略之一。前期发现金钗石斛生物碱(DNLA)具有改善AD模型动物学习记忆的作用,与其降低Tau蛋白过度磷酸化,抑制凋亡有关。然而,DNLA抗AD的核心成分和关键机制并不清楚。因此本研究旨在基于PI3K/Akt/GSK-3β通路探究DNLA及其主要单体石斛碱(DDB)降低Tau蛋白过度磷酸化改善AD的作用及机制。.采用渥曼青霉素(WM)和双吲哚马来酰亚胺I(GFX)建立拟AD模型研究DNLA的调控机制。在N2a细胞和拟AD模型大鼠中,DNLA对抗WM + GFX所致PI3K/Akt/GSK-3β通路的异常和Tau蛋白过度磷酸化。DNLA也减少拟AD模型大鼠中神经元丢失,并改善其学习记忆损伤。.在3×Tg-AD模型小鼠中,DNLA主要成分DDB降低PI3K/Akt/GSK-3β通路活性,增加脑内葡萄糖代谢,减少Tau蛋白磷酸化,并降低炎症因子表达,减少激活的星形胶质细胞和小胶质细胞数量,并改善学习记忆。并且在3×Tg-AD小鼠原代皮层神经元中,DDB可抑制GSK-3β活性,并且降低Tau蛋白磷酸化,改善神经元突触损伤。在3×Tg -AD小鼠海马中过表达GSK-3β则可逆转DDB改善学习记忆以及降低Aβ沉积和Tau蛋白过度磷酸化的作用。此外,分子对接模拟表明DDB与GSK-3β蛋白靶点存在一定的结合作用,并且具有很强的疏水性。表面等离子共振(SPR)分析结果表明DDB与GSK-3β蛋白具有高亲和力(KD = 0.3496 μM),提示DDB可直接作用于GSK-3β。.本研究结果明确了DNLA及其主要成分DDB具有抗AD作用,与调控PI3K/Akt/GSK-3β通路抑制Tau蛋白过度磷酸化有关,并且GSK-3β在DDB对抗AD的作用中起关键作用。因此,DNLA和DDB有望进一步开发成为基于T3DM学说的治疗AD的候选药物。
石斛碱通过TREM2调控小胶质细胞表型抑制Tau蛋白过度磷酸化改善阿尔茨海默病的机制研究
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批准号:82560833
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:32.00万元
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批准年份:2025
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负责人:黄娟
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依托单位:
国内基金
海外基金