薯蓣皂苷元衍生物ML5 激活NRF2 信号通路改善AD 的机制研究

摘要：通过体外和体内实验研究了薯蓣皂苷元衍生物ML5 的神经保护作用，并对其机制进行了探讨。结果表明，ML5 可改善β 淀粉样蛋白（Aβ）所致的小鼠学习和认知障碍，保护海马区神经元；ML5 具有减轻过氧化氢（ H2O2）诱导的人神经母细胞瘤细胞（ SH-SY5Y）损伤的功效，且提高三磷酸腺苷（ATP）和线粒体膜电位的水平；免疫印迹和免疫荧光结果显示，ML5 可激活核因子红细胞系2 相关因子2（ NRF2） 信号通路， 增加NRF2、血红素加氧酶-1（ HO-1） 及NAD（P）H 醌脱氢酶（ NQO-1）的表达水平。ML5 可能是一种治疗阿尔茨海默症（ AD）的有效药物，通过靶向NRF2 通路，进而发挥抗氧化和神经保护作用。

关键词：阿尔茨海默症；薯蓣皂苷元；ML5；NRF2；神经保护

中图分类号：R965 文献标志码：A

1906 年，阿尔茨海默症（AD）首次被描述为一种神经退行性疾病，表现为进行性认知和行为障碍，是最为普遍的痴呆形式[1-3]。AD 作为一种多因素神经退行性疾病，其病理特征表现为β 淀粉样蛋白（Aβ）在细胞外聚集形成淀粉样斑块，而细胞内则形成神经纤维缠结（NETs），该缠结由过度磷酸化的Tau 蛋白聚集而成[4]。近年来，氧化应激-线粒体级联反应在AD 的发病机制中得到广泛关注[5-6]。活性氧的生成和清除失衡，导致线粒体的结构和功能出现异常，从而引发氧化应激[7]。研究表明，氧化应激不仅是AD 的早期事件，也是NETs 形成的主要因素[8]。因此，针对线粒体的抗氧化剂可能是一种有效的AD 治疗方法。

核因子红细胞系2 相关因子2（NRF2）是细胞保护系统的主要调节因子，参与调控血红素加氧酶-1（HO-1）和NAD（P）H 醌脱氢酶（NQO-1）等II 期解毒酶和抗氧化剂的表达[9-10]。重要的是，越来越多的研究表明NRF2 及其靶基因在AD 等神经退行性疾病中与线粒体功能、氧化应激、突触形态和功能及Aβ 沉积等有关[11-14]。

薯蓣皂苷元是一种天然甾体皂苷，主要存在于山药等天然植物中[15]。近年来随着人们对其药理活性认识的不断深入，在医药领域取得了显著疗效[16]。共价修饰治疗药物可以提高治疗效果，迄今为止，已经设计和合成了多种薯蓣皂苷元衍生物，大多数都表现出较母体更强的药理活性。ML5 是基于薯蓣皂苷设计合成的多靶点化合物，已有研究证实ML5 在体外具有较强的抗氧化能力和双侧颈总动脉结扎（BCCAO）大鼠的神经保护活性[17]。本文将进一步研究ML5 对Aβ1-42 注射小鼠的治疗作用及可能的作用机制。

1 实验部分

1.1 实验试剂

人神经母细胞瘤细胞（SH-SY5Y），购自中国科学院上海细胞库；DMEM/F12 培养基，购自美国Hyclone公司； 胎牛血清购自美国Gibco 公司。噻唑蓝（MTT）、三磷酸腺苷（ATP）、JC-1 和尼氏染色试剂盒由上海Beyotime 公司提供；Aβ1-42 购自中国强耀生物公司；二甲基亚砜（ DMSO）购自美国Sigma Aldrich公司；抗体NRF2、HO-1、PSD95、SYN 及二抗购自美国Proteintech 公司，抗体NQO-1 购自武汉赛维尔公司； ECL 试剂盒购自上海翌圣公司； 多奈哌齐（Donepezil）购自上海麦克林有限公司；ML5 由华东理工大学药学院马磊课题组提供， 其结构如图1所示。