近日，我校曹庸教授團隊陳運嬌副教授在利用秀麗線蟲模型探究迷迭香多酚化合物延緩神經(jīng)退行性疾病（Neurodegenerative diseases，NDs）及其潛在機制的研究方面取得新進展，并在國際高水平期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry、Food & Function發(fā)表兩篇學(xué)術(shù)論文。兩篇論文通訊作者均為陳運嬌副教授，第一作者為華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院碩士生陳韻。
與衰老相關(guān)的NDs是一類以大腦神經(jīng)元或組織功能漸進性損傷為主要特征的進行性疾病，包括阿爾茲海默癥（Alzheimer's disease, AD），亨廷頓病（Huntington disease, HD），帕金森病（Parkinson's disease, PD）等，因其患病率高，并發(fā)癥嚴(yán)重，已成為全球嚴(yán)重的醫(yī)學(xué)和社會問題。目前為數(shù)不多的NDs治療藥物僅能緩解臨床病理癥狀，未能從根本上阻止受損神經(jīng)元的繼續(xù)退變和死亡，并且這些藥物治療費用昂貴，還會產(chǎn)生嚴(yán)重的副作用。因此，尋找有效、安全、天然的神經(jīng)保護活性物質(zhì)并探究其作用機制是開發(fā)神經(jīng)保護治療劑的研究熱點。鼠尾草酚（Carnosol, CL）和鼠尾草酸（Carnosic acid, CA）是迷迭香提取物中主要的兩種高效抗氧化多酚物質(zhì)。然而，關(guān)于迷迭香多酚化合物在延緩NDs及線粒體障礙的相關(guān)機制知之甚少，因此有必要探索迷迭香多酚化合物對NDs中膽堿能障礙、蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)和線粒體障礙的調(diào)控作用及相關(guān)機制。
在Journal of Agricultural and Food Chemistry期刊上發(fā)表的題為“Carnosol Reduced Pathogenic Protein Aggregation and Cognitive Impairment in Neurodegenerative Diseases Models via Improving Proteostasis and Ameliorating Mitochondrial Disorders”的封面文章，一區(qū)TOP，影響因子為5.895（原文鏈接：https://pubs.acs.org/toc/jafcau/70/34）。
該研究利用三種NDs線蟲模型（AD、HD和PD），從神經(jīng)元凋亡、蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)和線粒體功能障礙等不同方面系統(tǒng)地探討CL延緩NDs的神經(jīng)保護作用機制。首先，CL通過抑制IIS通路，調(diào)節(jié)MAPK信號通路，同時激活分子伴侶信號通路以恢復(fù)NDs蛋白穩(wěn)態(tài)，從而抑制β-淀粉樣蛋白（Amyloid β, Aβ）、聚谷氨酰胺（polyglutamine, polyQ）和α-突觸核蛋白（α-synuclein, α-syn）的積累，減少線蟲的行為和認(rèn)知障礙以及神經(jīng)元損傷。此外，CL通過改善線粒體膜蛋白功能和線粒體結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)以修復(fù)線粒體結(jié)構(gòu)損傷。更重要的是，該研究揭示了CL可激活線粒體動力學(xué)穩(wěn)態(tài)相關(guān)基因以改善線粒體穩(wěn)態(tài)和功能障礙同，并上調(diào)unc-17、cho-1和cha-1基因以減輕Aβ介導(dǎo)的膽堿能神經(jīng)系統(tǒng)障礙，并激活Notch信號傳導(dǎo)和Wnt通路以減少polyQ和α-syn誘導(dǎo)的ASH神經(jīng)元以及多巴胺能神經(jīng)元損傷。
在Food & Function期刊上發(fā)表的題為“Carnosic Acid Ameliorated AΒ-Mediated (Amyloid-β Peptide) Toxicity, Cholinergic Dysfunction and Mitochondrial Defect in Caenorhabditis Elegans of Alzheimer’s Model”的論文，中科院二區(qū)，影響因子為6.317（原文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2022/fo/d1fo02965g）。
該研究利用AD線蟲模型揭示了CA延緩Aβ神經(jīng)毒性的作用及潛在機制。研究結(jié)果表明CA能抑制Aβ異常積累，延緩線蟲癱瘓并保護神經(jīng)元免受Aβ誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性影響。并且，CA可通過降低ace-1和ace-2基因的表達(dá)，上調(diào)cha-1和unc-17基因以抑制乙酰膽堿酯酶活性，緩解Aβ引起的膽堿能系統(tǒng)缺陷。此外，CA還可能通過上調(diào)phb-1、phb-2、eat-3和drp-1基因的表達(dá)來改善Aβ誘導(dǎo)的線粒體動態(tài)網(wǎng)絡(luò)失衡及氧化應(yīng)激損傷。
以上研究有助于了解迷迭香多酚化合物延緩NDs的活性及其潛在的作用機制，對推動開發(fā)迷迭香提取物為預(yù)防和治療NDs的相關(guān)產(chǎn)品具有重要的指導(dǎo)作用。上述研究得到國家自然科學(xué)基金和廣東省自然科學(xué)基金的資助。
文圖/食品學(xué)院
