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当斑马鱼遇上帕金森:螺旋藻多肽的神经保护作用
新湖南 • 综合
2024-04-23 10:01:08

手抖、行动迟缓、肌肉乏力·这些影响中老年生活质量的现象该如何解决-直是科学家们研究的难题。

帕金森氏病 (又称帕金森病,PD) 是一种常见的中老年神经性疾病,症状与上述表现有一定重合,包括颤抖、肌肉僵硬、动作迟缓和姿势异常等。目前已知这些症状与大脑中的某些神经元异常有关,但具体原理尚未明确。

如何了解神经系统异常的原因,并对其进行调节? 这就要请出本文的主角-斑马鱼它的神经系统及疾病相关基因与人类具有相似性,常被科研人员用来探究人的神经性系统问题。

近期,《Food & Function》期刊的一篇 论文通过斑马鱼帕金森病模型,探究了改善帕金森病症状的新方向。

斑马鱼会对一种叫“1- 甲基 -4- 基-1,2,3,6- 四氢叱呢 (MPTP) ”的物质产生运动障碍、神经元损伤等帕金森病相关的病理状态,因此,研究人员利用斑马鱼帕金森病模型,通过以下主要步骤,探究三种多肤如何影响斑马鱼神经系统发育和细胞健康

1.C- 藻蓝蛋白(C-PC) 是从蓝绿藻螺旋藻中分离出来的一种藻胆蛋白。从 C-PC 中分离得到多种多肚,用其中三种 (MAAAHR、MPQPPAK、MTAAAR) 和 MPTP 分别处理斑马鱼胚胎:

2.分析斑马鱼的多巴胺能神经元、神经血管构筑和活性氧 (ROS) 的含量;

3.检测斑马鱼氧化应激指标水平、细胞凋亡率和乙酷胆碱醋酶 (AChE) 活性:

4.评估处理组的斑马鱼的运动行为,以及与氧化应激、自噬和凋亡相关的基因表达。

保护神经元和血管

探究神经性疾病,找出相关异常神经元并对其进行保护,对防治十分重要

多巴胺能神经元可以影响生物的运动、情绪认知和神经系统功能,研究人员探究了该神经元的丢失与斑马鱼帕金森病的关联,以及C-PC 多脑对该神经元的神经血管保护作用。

研究发现,斑马鱼帕金森病模型的多巴胺能神经元平均长度缩短了 19.16%,经三种C-PC 多脑处理后,该神经元的损伤有所逆转

同样的,这三种活性多肤逆转了帕金森病导致的相关血管丢失和血管系统紊乱,表明三种 C-PC 多脑对神经和血管损伤具有一定保护作用。

帮助恢复运动能力

人类患帕金森病通常表现为运动迟缓、僵直和震颤,那么斑马鱼是否也会有运动障碍呢?

研究人员对斑马鱼帕金森病模型的运动轨迹进行监测分析,评估了三种多肤对斑马鱼运动障碍的保护作用。

行为学分析结果表明,斑马鱼帕金森病模型的平均运动速度和总移动距离明显下降,斑马鱼的运动能力受到影响。

而不同浓度 C-PC 多脑处理后,斑马鱼的平均运动速度和总移动距离都有显著增加,表明在该多肤的保护下,斑马鱼的运动能力得到了恢复。

抵抗氧化

氧化应激在神经及大脑衰老相关症状的发生和发展过程中起着关键作用,尤其是神经元细胞,会因氧化应激而受损。

活性氧过量会造成氧化损伤,研究人员检测了 MPTP 和三种多肤对斑马鱼体内活性氧以及氧化应激指标的影响,探究三种 C-PC 多肤能否缓解相关氧化损伤。

实验结果显示,与正常斑马鱼模型相比,斑马鱼帕金森病模型体内的活性氧水平有明显增加,而经过不同浓度 C-PC 多肤处理后其体内的活性氧水平均有所下降。此外,高浓度的三种 C-PC 多肤还可以使抗氧化物SOD、CAT 和 GSH-Px 活性恢复到正常水平

可以看出,三种 C-PC 多肤能通过清除过量的活性氧、提高抗氧化酶活性,通过抗氧化发挥神经保护作用

抵抗大脑细胞凋T

已有研究表明,氧化应激通常与细胞凋亡密切相关,过量活性氧会促使细胞凋亡,同时乙酷胆碱醋酶(AChE,与神经系统功能有关被认为会通过细胞凋亡参与帕金森病的发生。

对此,实验人员探究了斑马鱼帕金森病模型是否也存在明显的细胞凋亡情况,以及C-PC 多脑能否抑制该情况下的细胞凋亡。

试验结果表明,斑马鱼帕金森病模型的脑组织中凋亡细胞数量显著增加,而经过 C-PC多肤共同处理可以有效地抑制细胞凋亡,并呈浓度依赖关系。

此外,斑马鱼帕金森病模型的 AChE 活性更高中高剂量的 C-PC 多肤可以有效抑制 AChE活性、减少细胞凋亡的发生,表明 C-PC 多肤具有抗细胞凋亡的作用

基因表达

氧化应激、自噬和细胞凋亡在神经及大脑衰老相关症状中起着至关重要的作用,为了进一步揭示这三种 C-PC 多肤对 MPTP 的潜在保护作用的可能机制,研究人员通过qRT-PCR 检测了氧化应激、自噬和凋亡相关基因的表达。

结果显示,斑马鱼帕金森病模型在氧化应激相关基因中,部分与抗氧化有关的基因表达明显降低;与自噬、细胞凋亡相关的部分基因表达显著增加。而相对应的,经过三种C-PC 多肤处理的斑马鱼帕金森病模型上述基因的表达水平发生了逆转。

试验表明,三种 CPC 多肤可能是通过减轻氧化应激、抑制大脑细胞过度自噬和阻止细胞凋亡,进而发挥神经保护的作用。

综上所述,研究人员通过筛选发现三个新的螺旋藻 C- 藻蓝蛋白多 (MAAAHRMPOPPAK 和 MTAAAR)可以逆转帕金森病模型斑马鱼的多巴胺神经元和神经血管的丢失,恢复运动能力,并发现它们具有神经保护活性。

这些多脑对斑马鱼神经系统的益处可能是通过调节氧化应激、自噬和细胞凋亡来实现的.这些结果将为帕金森病及衰老相关的神经运动症状的防治提供新的见解和策略,为帮助提高中老年生活质量提供更多可能。(供稿 完美生科院微信公众号)

责编:樊汝琴

一审:樊汝琴

二审:喻志科

三审:熊佳斌

来源:新湖南客户端