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罗勒中的天然化合物可预防阿尔茨海默病的病理 精选

已有 2589 次阅读 2021-10-6 10:38 |个人分类:新观察|系统分类:科普集锦

罗勒中的天然化合物可预防阿尔茨海默病的病理

诸平

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Credit: Pixabay/CC0 Public Domain

据美国南佛罗里达大学(University of South Florida2021105日提供的消息,由南佛罗里达大学健康 (University of South Florida Health简称USF Health)的研究人员领导的一项临床前研究表明,葑醇(Fenchol)是一种在包括罗勒(basil)在内的一些植物中富含的天然化合物,可以帮助保护大脑免受阿尔茨海默病病理(Alzheimer's disease pathology)损伤。详见Natural compound in basil may protect against Alzheimer's disease pathology

这项新研究于2021105日已经在《老化神经科学前沿》(Frontiers in Aging Neuroscience)杂志网站发表—— Atefeh Razazan et al. Activation of Microbiota Sensing – Free Fatty Acid Receptor 2 Signaling Ameliorates Amyloid-β Induced Neurotoxicity by Modulating Proteolysis-Senescence Axis. Frontiers in Aging Neuroscience, Oct. 5 2021. DOI: 10.3389/fnagi.2021.735933

研究人员发现了一种与肠道微生物群(gut microbiome)相关的感知机制(sensing mechanism),解释了葑醇如何降低阿尔茨海默氏症患者大脑的神经毒性。新的证据表明,有益的肠道细菌产生的短链脂肪酸(short-chain fatty acids简称SCFAs)代谢物和结肠细胞的主要营养来源有助于大脑健康。在患有轻度认知障碍和阿尔茨海默病(最常见的痴呆形式)的老年患者中,SCFAs的丰度通常会降低。然而,SCFAs的这种下降是如何导致阿尔茨海默病进展的仍然并不知晓。

肠道来源的SCFAs通过血液进入大脑,可以结合并激活游离脂肪酸受体2 (free fatty acid receptor 2简称FFAR2),这是一种表达在脑细胞上的细胞信号分子,称为神经元(neurons)。

USF健康莫尔萨尼医学院(USF Health Morsani College of Medicine)神经外科和大脑修复教授兼USF微生物组研究中心(USF Center for Microbiome Research)主任,首席研究员Hariom Yadav博士说:“我们的研究首次发现,通过这些微生物代谢物(SCFAs)刺激FFAR2感应机制,可以有利于保护脑细胞免受与阿尔茨海默病相关的淀粉样蛋白(amyloid-beta简称Aβ)的毒性积累。”

阿尔茨海默病的两种标志性病理之一就是硬化沉积,在神经细胞之间聚集在一起,在大脑中形成淀粉样蛋白斑块。另一种是脑细胞内tau蛋白(tau protein)的神经纤维缠结。这些疾病导致神经元丧失和死亡,最终导致阿尔茨海默氏症(一种以记忆力、思维能力和其他认知能力丧失为特征的神经退行性疾病)的发病。

Hariom Yadav博士和他的合作者深入研究了分子机制,以解释肠道微生物群和大脑之间的相互作用可能如何影响大脑健康和与年龄相关的认知衰退。Hariom Yadav说,在这项研究中,研究团队开始揭示FFAR2在大脑中的“此前未知”功能。

研究人员首先表明,抑制FFAR2受体(从而阻止其在神经元细胞外的环境中“感知”SCFAs并在细胞内传递信号的能力)有助于蛋白的异常积聚,导致与阿尔茨海默病相关的神经毒性(neurotoxicity)。

然后,他们对超过144000种天然化合物进行了大规模的虚拟筛选,以发现潜在的候选化合物,这些化合物可以在激活FFAR2信号时模拟产生SCFAs的微生物群的同样有益作用。Hariom Yadav博士指出,找到一种可替代SCFAs的天然化合物,以优化神经元上的FFAR2受体是很重要的,因为肠道和其他器官中的细胞在这些微生物代谢物通过血液循环到达大脑之前,就会消耗它们中的大部分。

Hariom Yadav博士的团队从15种主要化合物中筛选出了最有效的一种。葑醇(Fenchol)是一种植物源化合物,它赋予罗勒芳香气味,它最擅长与FFAR的活性位点结合,刺激其信号传导。

进一步在人类神经细胞培养、线虫(Caenorhabditis elegans)和阿尔茨海默病小鼠模型中进行的实验表明,葑醇通过刺激FFAR2信号(微生物组感知机制)显著降低了的过量积累和神经元的死亡。当研究人员更仔细地检查葑醇如何调节诱导的神经毒性(Aβ-induced neurotoxicity)时,他们发现这种化合物可以减少衰老的神经元细胞,也被称为“僵尸”细胞("zombie" cells),这种细胞通常存在于患有阿尔茨海默病的大脑中。

“僵尸”细胞停止复制,慢慢死亡。Hariom Yadav博士说,与此同时,它们在患病和衰老的器官中积聚,创造出一种具有破坏性的炎症环境,并向邻近的健康细胞发送压力或死亡信号,这些健康细胞最终也会变成有害的“僵尸”细胞或死亡。

Hariom Yadav博士在谈到这一有趣的临床前研究发现时说:“葑醇实际上影响衰老和蛋白质水解的两种相关机制。它减少了半死‘僵尸’神经元细胞的形成,也增加了(无功能)Aβ的降解,因此淀粉样蛋白从大脑中清除得更快。”

在你开始往意大利面酱或其他食物中加入大量额外的罗勒(basil)来帮助预防痴呆症之前,需要进行更多的研究,包括对人类的研究。在探索葑醇作为治疗或预防阿尔茨海默病的一种可能的方法时,USF健康团队将寻求几个问题的答案。

Hariom Yadav博士说,一个关键问题是,与在药片中分离和管理这种化合物相比,在罗勒中摄入葑醇本身是否具有更高的生物活性也是一个问题。“我们还想知道,无论是罗勒还是葑醇是否能更快地将其活性化合物进入大脑的有效剂量。”

上述介绍,仅供参考。欲了解更多信息,敬请注意浏览原文或者相关报道

Brain tissue inflammation is key to Alzheimer's disease progression




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