阿爾茨海默病(AD)俗稱“老年癡呆”,目前尚無根治方法。傳統藥物如多奈哌齊只能暫時緩解癥狀,難以阻止疾病進展。近年來,科學家越來越關注多靶點、天然來源的治療策略。
基于此,杭州醫學院趙霞、梁廣研究團隊在《Phytomedicine》雜志發表了“Ginsenoside RK1 improves cognitive impairments and pathological changes in Alzheimer’s disease via stimulation of the AMPK/Nrf2 signaling pathway”揭示了人參皂苷RK1通過激活AMPK/Nrf2信號通路改善阿爾茨海默病的認知障礙和病理變化。
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本研究發現,人參皂苷RK1可通過激活AMPK/Nrf2信號通路,有效減輕Aβ誘導的氧化應激、線粒體損傷和神經元凋亡,在細胞和APP/PS1小鼠模型中顯著改善認知功能并緩解AD樣病理。其療效優于常用藥物多奈哌齊且作用依賴于AMPK通路。結果表明,RK1作為一種多靶點天然化合物,有望成為AD治療的新候選藥物。
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圖一 人參皂苷Rk1減輕Aβ1–42誘導的PC12細胞神經毒性
研究發現,人參皂苷RK1能有效保護PC12神經細胞免受Aβ1–42毒性損傷。它以劑量依賴方式提升細胞存活率,減少乳酸脫氫酶(LDH)釋放和細胞凋亡,并通過上調抗凋亡蛋白Bcl-2、下調促凋亡蛋白Bax(在蛋白和mRNA水平均一致),抑制Caspase-3活化,從而阻斷凋亡通路。
同時,RK1顯著降低Aβ誘導的細胞內活性氧(ROS)水平,恢復線粒體膜電位(通過JC-1染色驗證),保護線粒體功能。RK1激活了AMPK/Nrf2信號通路,Aβ會抑制該通路,而RK1預處理可逆轉這一抑制。
簡言之:RK1通過激活AMPK/Nrf2通路,減輕氧化應激、穩定線粒體、抑制神經元凋亡,發揮多靶點神經保護作用。
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圖二 人參皂苷Rk1改善APP/PS1小鼠的認知缺陷
研究人員對APP/PS1阿爾茨海默病模型小鼠連續4周腹腔注射人參皂苷RK1(1 或 10 mg/kg)或陽性藥多奈哌齊。
行為學測試顯示,RK1和多奈哌齊均能改善小鼠的學習與記憶能力:在新物體識別實驗()中,小鼠更愿意探索新物體;在Morris水迷宮()中,找到隱藏平臺更快且在原平臺區域停留更久。
尤其值得注意的是,RK1的改善效果優于多奈哌齊,表明其在緩解AD相關認知障礙方面具有更強潛力。
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圖三 人參皂苷Rk1通過激活AMPK減輕APP/PS1小鼠的神經元損傷
研究發現,人參皂苷RK1能顯著減輕APP/PS1小鼠腦內神經元凋亡和氧化應激。在海馬和皮層中,RK1治療提高了抗凋亡蛋白Bcl-2與促凋亡蛋白Bax的比值,降低活化caspase-3水平,效果優于臨床藥物多奈哌齊。
同時,RK1有效逆轉了AD小鼠腦內氧化損傷標志物,降低丙二醛(MDA)水平,恢復超氧化物歧化酶(SOD)活性和谷胱甘肽(GSH)含量,顯示出強效抗氧化作用。
機制上,RK1激活了AMPK/Nrf2信號通路:AD小鼠該通路活性下降,而RK1治療后明顯回升。在原代神經元實驗中,RK1預處理同樣保護細胞免受Aβ毒性,提升活力、穩定線粒體、減少活性氧和凋亡;而加入AMPK抑制劑后,這些保護作用消失。
綜上,RK1通過激活AMPK/Nrf2通路,發揮抗氧化、抗凋亡和神經保護作用,改善認知功能且療效優于多奈哌齊,有望成為AD的新型治療候選藥物。
總結
本研究表明RK1在改善AD癥狀方面比多奈哌齊更為有效。作者發現RK1的作用伴隨著PC12細胞和APP/PS1小鼠模型中AMPK信號通路的激活。本研究結果揭示了RK1作為阿爾茨海默病治療新型候選藥物的巨大潛力。
文章來源:
https://doi.org/10.1016/j.phymed.2023.155168
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