老龄化是神经退行性疾病的因素之一。研究表明，高水平的ROS损伤DNA、蛋白质和脂质，诱导细胞损伤，导致神经变性，因此氧化应激被作为治疗神经退行性疾病的靶点之一。在基础研究中，常使用D-gal获取神经变性动物模型。D-gal是一种单糖，在较高浓度下，D-gal可被半乳糖氧化酶转化为过氧化氢和醛糖，进而引起细胞损伤。
慢性施加2个月D-gal，会累积ROS，导致线粒体缺陷，诱发神经炎症和记忆障碍。最近的研究发现一种天然的黄酮类——漆黄素显示出了强烈的抗氧化、抗炎、神经营养以及针对不同神经变性疾病的神经保护作用。因此，来自韩国的研究人员在本研究中深入分析了漆黄素对D-gal模型小鼠ROS、神经炎症以及认知功能的影响。
1. 漆黄素对D-gal所致脑内氧化应激的影响
通过分析漆黄素的抗氧化效果，研究人员发现D-gal增加了脑内LPO（过氧化脂质）和ROS水平，而施加漆黄素可降低二者水平。Western blot实验结果显示，与对照组相比，D-gal小鼠脑内SIRT1、NRF-2和HO-1蛋白表达水平显著下降，而漆黄素处理可以明显升高上述三种蛋白的表达水平。免疫荧光实验结果与WB实验结果一致。这提示我们，漆黄素可以对抗D-gal所致的脑内氧化应激水平升高。
图1：漆黄素调节小鼠脑SIRT1/NRF-2/HO-1信号通路
2. 漆黄素对D-gal所致脑内神经炎症的保护作用
接下来，研究人员通过免疫荧光和western blot技术评估了不同处理条件下p-JNK、IBA-1、GFAP、NF-κB、IL-1β、TNF-α等炎性因子的表达。结果显示，在D-gal处理后，大脑中上述炎性因子水平均显著上升，而漆黄素显著降低了这些炎性标志物的表达。
图2：漆黄素改变了JNK及其相关炎性介质在D-gal小鼠脑内的表达
3. 漆黄素对D-gal所致脑内细胞凋亡的影响
当p-JNK被激活时，其可以介导凋亡信号。因此研究人员进一步通过使用western blot技术和免疫荧光技术探究了bax、bcl-2、caspase-3和PARP-1等凋亡相关因子的表达。结果显示，漆黄素可以有效降低D-gal引发的脑内细胞凋亡。
图3：漆黄素降低了D-gal小鼠脑内细胞凋亡水平
4. 漆黄素对D-gal小鼠突触功能障碍的影响
随后，研究人员评估了不同处理条件下小鼠突触功能的水平。WB和免疫荧光实验结果一致的显示，D-gal可导致突触蛋白表达水平显著下降，而漆黄素可以有效拮抗该情况的发生，这说明漆黄素逆转了D-gal处理导致的小鼠脑内突触功能障碍。
图4：漆黄素对D-gal小鼠突触功能的影响
5. 漆黄素对D-gal处理小鼠认知功能障碍的影响
研究人员随后进行了Y-maze、MWM测试以评估小鼠认知功能水平。结果显示，与对照组相比D-gal处理小鼠呈现较少的自发性交替，而漆黄素增加了自发的交替行为，这说明漆黄素恢复了小鼠的空间工作记忆。在MWM测试中，D-gal小鼠需要增加潜伏时间来到达隐藏平台，而漆黄素处理小鼠则能花费更少的时间以到达隐藏平台。这说明，漆黄素可以对抗D-gal引起的小鼠认知功能障碍。
图5：漆黄素改善了D-gal小鼠的认知功能
7. 总结
本实验的结果表明，通过影响SIRT1，NRF-2，HO-1，p-JNK，NF-κB等因子的表达，漆黄素可以拮抗D-gal小鼠脑内氧化应激、神经炎症和记忆障碍。这一研究强烈支持了早先的研究，并提供了详细的行为学研究。
图6：总结
参考文献：Ahmad S, Khan A, Ali W, Jo MH, Park J,Ikram M and Kim MO (2021) Fisetin Rescues the Mice Brains AgainstD-Galactose-Induced Oxidative Stress, Neuroinflammation and Memory Impairment. Front.Pharmacol. 12:612078.
编译作者：十级胖胖 (Brainnews创作团队)
校审：Simon (Brainnews编辑部)
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