Untersuchung des Wirkungsmechanismus von Eleutherococcus senticosus-Extrakt bei der Behandlung von transgenen Mäusen mit Parkinson-Krankheit mittels quantitativer, datenunabhängiger Proteomik (DIA)

ZHENG Qi ,  

LU Yi ,  

YU Donghua ,  

ZHAO Liangyou ,  

LIN Chunsheng ,  

LU Fang ,  

LIU Shumin ,  

摘要

Ziel dieser Studie war es, den Wirkungsmechanismus von Eleutherococcus senticosus-Extrakt (ASH) bei der Behandlung von transgenen Mäusen mit Parkinson-Krankheit (PD) unter Verwendung der quantitativen, datenunabhängigen Proteomik (DIA)-Technik zu erkunden. Es wurde ein PD-Modell in transgenen Mäusen mit Überexpression von α-Synuclein (α-Syn) konstruiert. Die Mäuse wurden zufällig in Modellgruppe, ASH-Gruppe und Madopar-Gruppe eingeteilt und es wurde eine Kontrollgruppe aus gleichaltrigen männlichen C57BL/6-Mäusen gebildet. Die ASH-Gruppe erhielt 61,25 mg·kg-1 Eleutherococcus senticosus-Extrakt, während die Madopar-Gruppe 97,5 mg·kg-1 Madoparlösung erhielt, jeweils 20 Tage lang einmal täglich per Magensonde. Anschließend wurde die motorische Leistung der Mäuse jeder Gruppe anhand von Kletterzeit und Anzahl spontaner Aktivitäten bewertet. Veränderungen in den Neuronen im Schwarzen Gehirn der Mäuse mit PD wurden durch Hämatoxylin-Eosin-Färbung beobachtet. Die Aktivität der Tyrosinhydroxylase (TH) im Schwarzen Gehirn und die Dichte von α-Synuclein (α-Syn) in der Striatum-Region wurden durch Immunhistochemie (IHC) bestimmt. Die Unterschiede in der Proteinexpression in der nigralen Region der Mäuse jeder Gruppe wurden mithilfe der DIA-Technik ermittelt, und die Expression der differentiell exprimierten Proteine wurde durch IHC validiert: Laktotransferrin, Protein 2 ähnlich einem schnittstellenverarbeitenden Protein (Notch2), down-stream-regulierender Faktor 2 von N-Myc (Ndrg2) und Transmembranprotein 166 (TMEM 166). Der Einfluss des Eleutherococcus senticosus-Extrakts auf die Lebensfähigkeit eines zellulären PD-Modells mit Überexpression von α-Synuclein wurde mithilfe des Zytotoxizitäts- und Zellproliferationsassays-8 (CCK-8) untersucht, und die Expression von Laktotransferrin, Notch2, Ndrg2, TMEM 166 auf der RNA- und Proteinebene wurde durch Echtzeit-PCR und Western-Blot bestimmt. Im Vergleich zur Kontrollgruppe zeigten die Mäuse der Modellgruppe eine signifikant längere Kletterzeit, eine schlechtere Koordinationsfähigkeit und eine geringere Anzahl spontaner Aktivitäten (P<0,01) sowie eine Verringerung der Anzahl von entzündeten Neuronen; im Vergleich zur Modellgruppe zeigten die ASH-Gruppe und die Madopar-Gruppe eine signifikante Verringerung der Kletterzeit und eine signifikante Zunahme der Anzahl spontaner Aktivitäten (P<0,01) und eine Verbesserung der neuronale Schädigung. Im Vergleich zur Kontrollgruppe zeigte die Modellgruppe eine signifikante Verringerung der Aktivität der Tyrosinhydroxylase im Schwarzen Gehirn und eine Zunahme der Anhäufung von α-Synuclein in der Striatum-Region (P<0,01); im Vergleich zur Modellgruppe zeigte die ASH-Gruppe eine signifikante Zunahme der Aktivität der Tyrosinhydroxylase und eine Verringerung der Anhäufung von α-Synuclein (P<0,05). Die Proteomik-Analyse ergab 464 differentiell exprimierte Proteine (DEPs) in der Modellgruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe, davon wurden 323 überexprimiert und 141 unterexprimiert; im Vergleich zur Modellgruppe zeigte die ASH-Gruppe 262 DEPs, davon wurden 85 überexprimiert und 177 unterexprimiert. Der Notch-Signalweg wurde als der hauptsächlich durch den Eleutherococcus senticosus-Extrakt regulierte Signalweg identifiziert, gemäß des Kyoto-Gen- und Genomanleitungsbuches (KEGG). Im Vergleich zur Kontrollgruppe zeigte die Modellgruppe eine Überexpression von Notch2, Ndrg2 und TMEM 166 (P<0,01) und eine Unterexpression von Laktotransferrin (P<0,01); im Vergleich zur Modellgruppe zeigte die ASH-Gruppe eine Unterexpression von Notch2, Ndrg2 und TMEM 166 (P<0,05) und eine Überexpression von Laktotransferrin (P<0,01), ein Ergebnis, das durch IHC bestätigt wurde. Die Ergebnisse der In-vitro-Experimente zeigten, dass im Vergleich zur Kontrollgruppe die Modellgruppe eine signifikante Zunahme der mRNA- und Protein-Niveaus von Notch2, Ndrg2 und TMEM 166 (P<0,01) und eine signifikante Verringerung der mRNA- und Protein-Niveaus von Laktotransferrin zeigte (P<0,01); im Vergleich zur Modellgruppe zeigte die ASH-Gruppe eine signifikante Verringerung der mRNA- und Protein-Niveaus von Notch2, Ndrg2 und TMEM 166 (P<0,01) und eine signifikante Zunahme der mRNA- und Protein-Niveaus von Laktotransferrin (P<0,05, P<0,01). Fazit: ASH kann durch die kooperative Herunterregulierung von Notch2 und Ndrg2 wirken, um den Notch-Signalweg zu blockieren und die neuronale Schädigung zu reduzieren, und durch die Überexpression von Laktotransferrin und die Herunterregulierung von TMEM 166, um die Eisenansammlung im Gehirn zu reparieren, die Zellentod eisenabhängig zu intervenieren, die mitochondriale Autophagie zu inhibieren, oxidativen Stress (ROS) zu verhindern und die Nervenzellen zu schützen, was zu einer Behandlung der Parkinson-Krankheit führt.

关键词

Eleutherococcus senticosus-Extrakt; Parkinson-Krankheit; quantitativen, datenunabhängigen Proteomik (DIA); α-Sinuclein (α-Syn)

阅读全文