Hydrogen-saturated saline mediated neuroprotection through autophagy via PI3K/AKT/mTOR pathway in early and medium stages of rotenone-induced Parkinson’s disease rats

氫飽和鹽水通過 PI3K AKT mTOR 通路自噬介導(dǎo)魚藤酮誘導(dǎo)帕金森病大鼠早中期的神經(jīng)保護作用

來源：Brain Research Bulletin 172 (2021) 1–13

 

1. 摘要核心內(nèi)容

 

本研究探討了氫飽和鹽水（HS） 在魚藤酮誘導(dǎo)的帕金森?。≒D）大鼠模型中的神經(jīng)保護作用及機制。關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)：

 

階段特異性保護：HS僅在PD早期（0天）和中期（7天）階段顯著改善心血管功能障礙（平均動脈壓↑、心率變異性↑）和運動癥狀（行走速度↑、平衡能力↑），但對晚期（14天）無效（圖1）。

 

 

神經(jīng)元保護：HS增加延髓頭端腹外側(cè)區(qū)（RVLM）兒茶酚胺能神經(jīng)元和黑質(zhì)（SN）多巴胺能神經(jīng)元存活數(shù)量（圖2B、3B），降低α-突觸核蛋白（α-Syn）積累（圖2C、3C）和活性氧（ROS）水平（圖2G、3G）。

 

 

 

自噬激活機制：HS上調(diào)自噬標(biāo)志物L(fēng)C3-II/LC3-I比值（圖4B、5B）、ATG5和Beclin-1（圖4D-E、5D-E），下調(diào)p62（圖4C、5C），并通過抑制PI3K/AKT/mTOR通路磷酸化（圖6B-D、7B-D）增強自噬流。

 

 

 

 

 

2. 研究目的

 

探究HS對PD不同階段（早期、中期、晚期）的神經(jīng)保護效果，闡明其通過調(diào)節(jié)自噬通路（PI3K/AKT/mTOR）降低氧化應(yīng)激和α-Syn毒性的分子機制。

3. 研究思路

 

階段干預(yù)→表型評估→機制解析：

 

模型構(gòu)建與干預(yù)：

 

大鼠分為對照組、魚藤酮PD組（21天誘導(dǎo)）、HS治療組（早期/中期/晚期干預(yù)）。

 

功能表型檢測：

 

心血管功能：平均動脈壓（MBP）、心率變異性（LFnu、LF/HF）（圖1C-F）。

 

運動能力：開場試驗（行走速度）、方橋試驗（潛伏期）（圖1A-B）。

 

細胞與分子機制：

 

神經(jīng)元存活（TH免疫染色，圖2A-B、3A-B）。

 

ROS水平（DCFH-DA熒光檢測，圖2G、3G）。

 

自噬標(biāo)志物（LC3-II/I、p62、ATG5、Beclin-1，圖4-5）。

 

PI3K/AKT/mTOR通路磷酸化（圖6-7）。

 

4. 關(guān)鍵數(shù)據(jù)及研究意義

（1）功能改善（圖1）

 

數(shù)據(jù)：

 

HS使中期PD大鼠行走速度↑112%（圖1A），方橋潛伏期↑49%（圖1B）。

 

MBP↑29%（圖1C），LFnu↑71%（圖1F），LF/HF↑139%（圖1G）。

 

意義：證實HS選擇性改善早期/中期PD的心血管和運動功能，為階段依賴性治療提供依據(jù)。

 

（2）神經(jīng)元保護與毒性清除（圖2-3）

 

數(shù)據(jù)：

 

RVLM區(qū)TH?神經(jīng)元↑49%（中期）和↑112%（早期）（圖2B）。

 

SN區(qū)α-Syn熒光強度↓47%（早期）（圖3C），ROS↓12%（圖3G）。

 

意義：HS通過減少α-Syn積累和氧化損傷保護關(guān)鍵神經(jīng)元，延緩PD進展。

 

（3）自噬激活（圖4-5）

 

數(shù)據(jù)：

 

RVLM區(qū)LC3-II/I比值↑107%（中期）和↑246%（早期）（圖4B）。

 

SN區(qū)p62↓47%（早期）（圖5C），ATG5↑80%（早期）（圖5D）。

 

意義：HS增強自噬清除能力，促進異常蛋白降解，維持神經(jīng)元穩(wěn)態(tài)。

 

（4）PI3K/AKT/mTOR通路抑制（圖6-7）

 

數(shù)據(jù)：

 

RVLM區(qū)p-AKT↓48%（中期）和↓71%（早期）（圖6C）。

 

SN區(qū)p-mTOR↓52%（中期）和↓71%（早期）（圖7D）。

 

意義：揭示HS通過抑制PI3K/AKT/mTOR通路解除自噬抑制，為核心機制。

 

5. 核心結(jié)論

 

階段依賴性療效：HS僅對PD早期和中期有效，晚期神經(jīng)元損傷不可逆。

 

自噬核心機制：

 

HS激活自噬→清除α-Syn和ROS→保護RVLM和SN神經(jīng)元。

 

分子通路：抑制PI3K/AKT/mTOR磷酸化→解除自噬抑制→增強蛋白清除。

 

治療啟示：HS可作為PD早期干預(yù)策略，靶向自噬通路延緩神經(jīng)退行。

 

6. 丹麥Unisense電極的研究意義

 

注：本文未使用Unisense電極。該設(shè)備在關(guān)聯(lián)文獻中（如Walker等2021年瘧疾研究）用于活體胃pH實時監(jiān)測，其高精度動態(tài)測量為消化道上游防御機制研究提供關(guān)鍵工具。本研究中氧化應(yīng)激檢測采用熒光探針（DCFH-DA），自噬與通路蛋白通過Western blot和免疫熒光分析。