帕金森?。≒D)作為一種神經(jīng)運(yùn)動(dòng)疾病,往往伴隨著運(yùn)動(dòng)和非運(yùn)動(dòng)障礙,嚴(yán)重影響人類(lèi)的老年生活。最近研究表明,在神經(jīng)元細(xì)胞和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中,PD與失調(diào)的自噬系統(tǒng)和大腦炎癥有關(guān)。氯喹(CQ)是一種抗瘧疾藥物,已被證明可在包括腦缺血、阿爾茨海默?。ˋD)和創(chuàng)傷性腦損傷(TBI)在內(nèi)多種疾病中抑制自噬,但其在帕金森病中的作用尚不清楚。
在此背景下,2023年1月30日,印度喬治國(guó)王醫(yī)科大學(xué)藥理學(xué)和治療學(xué)系Rishi Pal課題組在Inflammopharmacology發(fā)文揭示了氯喹通過(guò)調(diào)節(jié)自噬和神經(jīng)炎癥改善MPTP誘導(dǎo)的帕金森病。
首先,為了評(píng)估自噬損傷和炎癥信號(hào)傳導(dǎo)之間的聯(lián)系,課題組測(cè)量了PC12細(xì)胞中的細(xì)胞活力和ROS含量,WB和免疫染色結(jié)果顯示:PC12細(xì)胞在經(jīng)MPTP誘導(dǎo)后TH(酪氨酸羥化酶,多巴胺合成的限速酶)的表達(dá)顯著下降,LC3B(自噬標(biāo)記物)的表達(dá)顯著上調(diào)。此外,課題組采用甲基噻唑基四唑(MTT)法測(cè)定細(xì)胞活力,發(fā)現(xiàn)氯喹逆轉(zhuǎn)了MPTP誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞的細(xì)胞活力的下降和胞內(nèi)ROS(活性氧)強(qiáng)度的過(guò)度增加。這些結(jié)果表明氯喹緩解了MPTP誘導(dǎo)的細(xì)胞自噬損傷。
圖1|PC12細(xì)胞中的細(xì)胞活力和ROS含量測(cè)定結(jié)果
行為學(xué)測(cè)試結(jié)果顯示:MPTP誘導(dǎo)的PD小鼠在曠場(chǎng)中行走和后腿直立的時(shí)間及移速都顯著降低;其進(jìn)入高架十字迷宮中開(kāi)放臂內(nèi)的時(shí)間和次數(shù)減少;其在加速旋轉(zhuǎn)測(cè)試中跌落得更快,表現(xiàn)出身體協(xié)調(diào)缺陷;此外,其握力也顯著下降,表現(xiàn)出身體機(jī)能的退化;而氯喹緩解了MPTP誘導(dǎo)的這些行為學(xué)異常的PD表型。
圖2|行為學(xué)測(cè)試結(jié)果
過(guò)去研究認(rèn)為帕金森病的致病機(jī)制與抗氧化系統(tǒng)和自由基形成的失衡導(dǎo)致的氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)有關(guān)。課題組進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn):MPTP增加了小鼠腦組織內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化(MDA)的水平,并顯著降低了SOD、過(guò)氧化氫酶和谷胱甘肽活性,而用CQ處理可產(chǎn)生保護(hù)性反應(yīng),使上述抗氧化酶的水平顯著升高,降低MDA水平。
圖3|CQ緩解了MPTP誘導(dǎo)的PD小鼠的氧化應(yīng)激
H&E染色顯示:MPTP誘導(dǎo)的PD小鼠紋狀體腦區(qū)細(xì)胞質(zhì)空泡化、核收縮和扭曲,并存在破碎的細(xì)胞核,而CQ治療逆轉(zhuǎn)了PD小鼠紋狀體的細(xì)胞損傷。ELISA和高效液相色譜分析(HPLC)結(jié)果顯示:CQ治療降低了PD小鼠紋狀體炎癥因子(IL-1 β 和TNF-α)的積累,并恢復(fù)了其紋狀體多巴胺的表達(dá)水平。
圖4|H&E染色、HPLC和ELISA結(jié)果
進(jìn)一步的免疫染色和WB結(jié)果證明CQ處理可以逆轉(zhuǎn)MPTP誘導(dǎo)的PD小鼠黑質(zhì)與紋狀體腦區(qū)內(nèi)TH、Beclin-1和LC3B的異常表達(dá),緩解了這些腦區(qū)的細(xì)胞自噬損傷。
圖5|CQ緩解了PD小鼠紋狀體和黑質(zhì)腦區(qū)的細(xì)胞自噬損傷
總的來(lái)說(shuō),本文指出了在MPTP誘導(dǎo)的PD模型中,自噬和神經(jīng)炎癥信號(hào)失調(diào)的假定作用,發(fā)現(xiàn)CQ通過(guò)抑制促炎癥因子和氧化應(yīng)激反應(yīng),同時(shí)緩解MPTP誘導(dǎo)的細(xì)胞自噬損傷、多巴胺能變性來(lái)發(fā)揮對(duì)PD的治療作用。
圖6|氯喹通過(guò)調(diào)節(jié)自噬和神經(jīng)炎癥在MPTP誘導(dǎo)的帕金森病發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用