论文部分内容阅读
越来越多的证据表明神经炎症在帕金森病（Parkinson’s disease, PD）发生发展中起到重要作用。小胶质细胞是神经炎症发生过程中主要的效应细胞，其过度活化后能产生一些促炎酶类（iNOS和COX-2）和促炎细胞因子类（TNF-α、IL-1β和IL-6）。这些炎性介质能损伤周围的多巴胺（dopamine, DA）神经元，最终导致其变性死亡。因此，抑制小胶质细胞过度活化可能是阻止PD进一步发展的潜在的治疗措施。β-羟丁酸（β-hydroxybutyric acid, BHBA）是氨基酸和脂肪酸代谢重要的中间代谢物，其像葡萄糖一样能为大脑提供能量，特别是哺乳期几乎能替代葡萄糖成为大脑的主要能量来源。另外，BHBA在PD中也能起到神经保护作用，但是其机制尚不明确。有研究表明BHBA在巨噬细胞和单核细胞中，通过其受体GPR109A抑制LPS诱导的炎症。所以，我们推测BHBA在PD中可能通过GPR109A受体抑制神经炎症，从而起到神经保护作用。因此，本实验建立了体外细胞炎症模型、LPS诱导的PD体外细胞模型和体内动物模型，系统研究了BHBA在炎症介导的PD模型中的神经保护作用及其机制。在小胶质细胞系BV-2和原代小胶质细胞的细胞炎症模型中发现，BHBA能显著抑制LPS诱导的iNOS、COX-2、TNF-α、IL-1β和IL-6蛋白和mRNA表达的增加。用PTX阻断或siRNA沉默GPR109A能抑制这种效应的发生。Western blotting结果显示BHBA在小胶质细胞系BV-2细胞中能降低LPS诱导的IκB-α降解和NF-κB核转位，然而对ERK1/2、p38-MAPK和JNK的磷酸化水平没有影响；BHBA在原代小胶质细胞中能抑制LPS诱导的NF-κB磷酸化水平，siRNA沉默GPR109A能抑制这种效应。这些结果说明BHBA在小胶质细胞中通过GPR109A/NF-κB信号途径抑制LPS诱导的炎症。为了进一步研究，BHBA是否能通过其抑炎作用对PD起到缓解或治疗作用，我们首先在LPS诱导的PD细胞模型中初步研究了其对DA神经元的保护作用及其机制。结果发现BHBA能抑制LPS在中脑神经-胶质细胞中诱导的DA神经元变性，且这种抑制作用具有浓度依赖性。BHBA的这种神经保护作用是通过抑制小胶质细胞活化来完成的，因为BHBA在中脑神经-胶质细胞中能显著抑制LPS诱导的iNOS、COX-2、TNF-α、IL-1β和IL-6的产生。进一步研究发现BHBA在LPS诱导的PD动物模型中能减弱阿扑吗啡诱导的旋转行为；能浓度依赖性抑制LPS诱导的纹状体中DA和3,4-二羟基苯乙酸（3,4-Dihydroxyphenylacetic acid, DOPAC）的减少；能浓度依赖性抑制LPS诱导的DA神经元减少，并且能抑制LPS诱导的酪氨酸羟化酶（tyrosine hydroxylase,TH）的减少。另外，BHBA也能浓度依赖性抑制LPS诱导的中脑黑质区小胶质细胞的活化。以上结果表明，BHBA在小胶质细胞中通过GPR109A介导的信号通路起到抑炎作用；BHBA在PD细胞和动物模型中能通过抑制小胶质细胞介导的神经炎症，来改善LPS诱导的运动功能障碍和保护DA神经元。因此，GPR109A介导的信号通路可能是治疗PD的潜在靶点。