【摘要】：越來越多的證據(jù)表明神經(jīng)炎癥在帕金森病（Parkinson’s disease, PD）發(fā)生發(fā)展中起到重要作用。小膠質(zhì)細(xì)胞是神經(jīng)炎癥發(fā)生過程中主要的效應(yīng)細(xì)胞，其過度活化后能產(chǎn)生一些促炎酶類（iNOS和COX-2）和促炎細(xì)胞因子類（TNF-α、IL-1β和IL-6）。這些炎性介質(zhì)能損傷周圍的多巴胺（dopamine, DA）神經(jīng)元，最終導(dǎo)致其變性死亡。因此，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞過度活化可能是阻止PD進(jìn)一步發(fā)展的潛在的治療措施。β-羥丁酸（β-hydroxybutyric acid, BHBA）是氨基酸和脂肪酸代謝重要的中間代謝物，其像葡萄糖一樣能為大腦提供能量，特別是哺乳期幾乎能替代葡萄糖成為大腦的主要能量來源。另外，BHBA在PD中也能起到神經(jīng)保護(hù)作用，但是其機(jī)制尚不明確。有研究表明BHBA在巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞中，通過其受體GPR109A抑制LPS誘導(dǎo)的炎癥。所以，我們推測BHBA在PD中可能通過GPR109A受體抑制神經(jīng)炎癥，從而起到神經(jīng)保護(hù)作用。因此，本實(shí)驗(yàn)建立了體外細(xì)胞炎癥模型、LPS誘導(dǎo)的PD體外細(xì)胞模型和體內(nèi)動物模型，系統(tǒng)研究了BHBA在炎癥介導(dǎo)的PD模型中的神經(jīng)保護(hù)作用及其機(jī)制。 在小膠質(zhì)細(xì)胞系BV-2和原代小膠質(zhì)細(xì)胞的細(xì)胞炎癥模型中發(fā)現(xiàn)，BHBA能顯著抑制LPS誘導(dǎo)的iNOS、COX-2、TNF-α、IL-1β和IL-6蛋白和mRNA表達(dá)的增加。用PTX阻斷或siRNA沉默GPR109A能抑制這種效應(yīng)的發(fā)生。Western blotting結(jié)果顯示BHBA在小膠質(zhì)細(xì)胞系BV-2細(xì)胞中能降低LPS誘導(dǎo)的IκB-α降解和NF-κB核轉(zhuǎn)位，然而對ERK1/2、p38-MAPK和JNK的磷酸化水平?jīng)]有影響；BHBA在原代小膠質(zhì)細(xì)胞中能抑制LPS誘導(dǎo)的NF-κB磷酸化水平，siRNA沉默GPR109A能抑制這種效應(yīng)。這些結(jié)果說明BHBA在小膠質(zhì)細(xì)胞中通過GPR109A/NF-κB信號途徑抑制LPS誘導(dǎo)的炎癥。 為了進(jìn)一步研究，BHBA是否能通過其抑炎作用對PD起到緩解或治療作用，我們首先在LPS誘導(dǎo)的PD細(xì)胞模型中初步研究了其對DA神經(jīng)元的保護(hù)作用及其機(jī)制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)BHBA能抑制LPS在中腦神經(jīng)-膠質(zhì)細(xì)胞中誘導(dǎo)的DA神經(jīng)元變性，且這種抑制作用具有濃度依賴性。BHBA的這種神經(jīng)保護(hù)作用是通過抑制小膠質(zhì)細(xì)胞活化來完成的，因?yàn)锽HBA在中腦神經(jīng)-膠質(zhì)細(xì)胞中能顯著抑制LPS誘導(dǎo)的iNOS、COX-2、TNF-α、IL-1β和IL-6的產(chǎn)生。 進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)BHBA在LPS誘導(dǎo)的PD動物模型中能減弱阿撲嗎啡誘導(dǎo)的旋轉(zhuǎn)行為；能濃度依賴性抑制LPS誘導(dǎo)的紋狀體中DA和3,4-二羥基苯乙酸（3,4-Dihydroxyphenylacetic acid, DOPAC）的減少；能濃度依賴性抑制LPS誘導(dǎo)的DA神經(jīng)元減少，并且能抑制LPS誘導(dǎo)的酪氨酸羥化酶（tyrosine hydroxylase,TH）的減少。另外，，BHBA也能濃度依賴性抑制LPS誘導(dǎo)的中腦黑質(zhì)區(qū)小膠質(zhì)細(xì)胞的活化。 以上結(jié)果表明，BHBA在小膠質(zhì)細(xì)胞中通過GPR109A介導(dǎo)的信號通路起到抑炎作用；BHBA在PD細(xì)胞和動物模型中能通過抑制小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的神經(jīng)炎癥，來改善LPS誘導(dǎo)的運(yùn)動功能障礙和保護(hù)DA神經(jīng)元。因此，GPR109A介導(dǎo)的信號通路可能是治療PD的潛在靶點(diǎn)。
[Abstract]:More and more evidences show that neuroinflammation plays an important role in the development of Parkinson's disease (PD). Microglia are the main effector cells in the process of neuroinflammation. Overactivation of microglia can produce some inflammatory enzymes (iNOS and COX-2) and inflammatory cytokines (TNF-a, IL-1beta and IL-6). Sexual mediators can damage peripheral dopamine (DA) neurons and eventually lead to their degeneration and death. Therefore, inhibition of microglia over-activation may be a potential therapeutic measure to prevent the further development of PD. Beta-hydroxybutyric acid (BHBA) is an important intermediate metabolite in amino acid and fatty acid metabolism, such as glucose. It also provides energy for the brain, especially during lactation, which almost replaces glucose as the main energy source. In addition, BHBA also plays a neuroprotective role in PD, but its mechanism is not clear. Studies have shown that BHBA inhibits LPS-induced inflammation in macrophages and monocytes through its receptor GPR109A. It is speculated that BHBA may play a neuroprotective role in PD by inhibiting neuroinflammation through GPR109A receptor. In this study, we established in vitro cell inflammation model, LPS-induced PD cell model in vitro and in vivo animal model, and systematically studied the neuroprotective effect and mechanism of BHBA in inflammation-mediated PD model.
BHBA significantly inhibited LPS-induced increase of iNOS, COX-2, TNF-a, IL-1beta and IL-6 protein and mRNA expression in microglial cell line BV-2 and primary microglial cell inflammation models. Blockade of GPR109A by PTX or silencing of GPR109A with siRNA inhibited this effect. Western blotting results showed that BHBA could inhibit the expression of iNOS, COX-2, TNF-a, IL-1beta and IL-6 protein and mRNA in microglial cell line BV BHBA could inhibit LPS-induced NF-kappa B phosphorylation in primary microglia, and GPR109A silencing could inhibit this effect. These results suggest that BHBA can suppress LPS-induced NF-kappa B phosphorylation in microglia through GPR109A/NF-kappa B signaling pathway. No. 2 pathway inhibits LPS induced inflammation.
To further investigate whether BHBA can alleviate or treat PD by its anti-inflammatory effect, we first studied the protective effect of BHBA on DA neurons in LPS-induced PD cell model and its mechanism. This neuroprotective effect of BHBA is achieved by inhibiting microglial activation in a concentration-dependent manner, because BHBA significantly inhibits LPS-induced iNOS, COX-2, TNF-a, IL-1beta and IL-6 production in mesencephalic neuroglial cells.
Further studies have shown that BHBA can attenuate apomorphine-induced rotation in LPS-induced PD animal models, inhibit LPS-induced reduction of DA and 3,4-dihydroxyphenylacetic acid (DOPAC) in the striatum in a concentration-dependent manner, and inhibit LPS-induced decrease of DA neurons in a concentration-dependent manner. In addition, BHBA also inhibited LPS-induced microglia activation in substantia nigra in a concentration-dependent manner.
These results suggest that BHBA plays an anti-inflammatory role in microglia through GPR109A-mediated signaling pathway; BHBA improves LPS-induced motor dysfunction and protects DA neurons by inhibiting microglia-mediated neuroinflammation in PD cells and animal models. Potential targets.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R742.5;R-332

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 徐仁O5;陶玉慧;;帕金森病基因多態(tài)性的研究近況[J];神經(jīng)損傷與功能重建;2006年04期

2 王曉娟;余華峰;;自由基與腦缺血-再灌流損傷[J];國外醫(yī)學(xué)(老年醫(yī)學(xué)分冊);2001年01期

3 梁慶成,王鳳平,王維治;帕金森病與腫瘤壞死因子-α[J];國外醫(yī)學(xué).神經(jīng)病學(xué)神經(jīng)外科學(xué)分冊;2004年04期

4 文靜;付守鵬;柳巨雄;;β-羥丁酸對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用及機(jī)制研究進(jìn)展[J];中國畜牧獸醫(yī);2012年02期

5 Jinshan ZHAO;Ke JIANG;Zhenghao DAI;Xiaoli REN;Yumei WANG;Yongping JIANG;Mingtuan LIU;Yonglian DAI;Lele HOU;Hegang LI;;Advances in Mathematical Modeling of NFκB Signal Transduction in Mammals[J];Agricultural Biotechnology;2013年04期

6 王艷昕;鮑遠(yuǎn)程;許珍晶;蔡永亮;陳懷珍;方向;徐磊;;抗震止痙膠囊治療早期帕金森病療效觀察[J];中醫(yī)藥臨床雜志;2013年09期

7 李睿;楊文明;汪美霞;;帕金森病早期診斷線索探討[J];中醫(yī)藥臨床雜志;2013年11期

8 李興強(qiáng);曹云鵬;;腦老化與β淀粉樣蛋白沉積[J];國際神經(jīng)病學(xué)神經(jīng)外科學(xué)雜志;2013年Z1期

9 祝紹磊;曲志強(qiáng);牛雅文;宋丹羽;成夢南;韓曉華;;7,8-二羥基黃酮對6-羥基多巴胺誘導(dǎo)PC12細(xì)胞損傷的保護(hù)作用[J];青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào);2014年01期

10 龍宜武;唐明;龍強(qiáng);熊_g慧;劉秀虹;陳暉可;顏銳;羅婧;唐嫣紅;楊勝園;;腦心通膠囊聯(lián)合阿托伐他汀鈣對老年頸動脈粥樣硬化斑塊的影響[J];長春中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào);2014年01期

相關(guān)會議論文 前5條

1 Yujuan Li;Changling Duan;Danqiao Wang;Lianda Li;;Anti-Parkinsonian effects of Polygonum multiflorum Thunb. on transgenic and pharmacological Caenorhabditis elegans models of Parkinson’s disease[A];2013年中國藥學(xué)大會暨第十三屆中國藥師周論文集[C];2013年

2 Mary Kaileh;Ranjan Sen;;Role of NF-κB in the Anti-Inflammatory Effects of Tocotrienols[A];Journal of the American College of Nutrition（Volume29，Number3（s），June2010）[C];2010年

3 Jianbin Zhang;Rui Cao;Tongjian Cai;Michael Aschner;Fang Zhao;Ting Yao;Yaoming Chen;Zipeng Cao;Wenjing Luo;Jingyuan Chen;;The role of autophagy dysregulation in manganese-induced dopaminergic neurodegeneration[A];第十一屆全國博士生學(xué)術(shù)年會（生物醫(yī)藥專題）論文集（中冊，墻報(bào)P1-P24）[C];2013年

4 ;Association between phospholipase C epsilon gene(PLCE1)polymorphism and colorectal cancer risk in a Chinese population[A];2013年浙江省肛腸外科學(xué)術(shù)年會暨結(jié)直腸疾病的微創(chuàng)及綜合治療新進(jìn)展學(xué)習(xí)班論文匯編[C];2013年

5 黃燕;朱毅;黃文燕;趙粹英;馬曉們;;針灸治療腸道疾病內(nèi)臟痛的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展[A];第十七屆針灸對機(jī)體功能的調(diào)節(jié)機(jī)制及針灸臨床獨(dú)特經(jīng)驗(yàn)研討會會議論文集[C];2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 郭建榮;異丙酚對大鼠腦缺血再灌注損傷保護(hù)作用機(jī)制的研究[D];中國醫(yī)科大學(xué);2003年

2 田成舉;針刺對腦出血模型大鼠神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)鈣離子穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)及腦組織SODmRNA表達(dá)影響的實(shí)驗(yàn)研究[D];天津中醫(yī)學(xué)院;2003年

3 高慧明;腦內(nèi)炎癥介導(dǎo)的帕金森�。翰∫蚝桶l(fā)病機(jī)制研究[D];大連醫(yī)科大學(xué);2003年

4 付海霞;白細(xì)胞介素-6基因-572C/G多態(tài)性與冠心病的相關(guān)研究[D];武漢大學(xué);2004年

5 鄧云;知母有效成分對腦缺血的保護(hù)作用及其機(jī)制研究[D];北京中醫(yī)藥大學(xué);2004年

6 宋岳濤;培養(yǎng)大鼠星形膠質(zhì)細(xì)胞對擬腦缺血再灌注損傷神經(jīng)元的作用和抗呆Ⅰ號的影響[D];北京中醫(yī)藥大學(xué);2004年

7 邱麗穎;阿司匹林對大鼠局灶性腦缺血-再灌注損傷的保護(hù)作用及機(jī)制[D];福建醫(yī)科大學(xué);2004年

8 劉振權(quán);腦心通膠囊治療缺血性中風(fēng)作用機(jī)制的實(shí)驗(yàn)研究[D];北京中醫(yī)藥大學(xué);2005年

9 李丹清;梓醇在實(shí)驗(yàn)性腦缺血再灌注動物模型中的作用及機(jī)制[D];大連理工大學(xué);2005年

10 鄭燕華;大蒜素對大鼠局灶性腦缺血-再灌注損傷的保護(hù)作用及機(jī)制[D];福建醫(yī)科大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王麗卿;丙泊酚減輕腦出血大鼠早期腦水腫和抑制其小膠質(zhì)細(xì)胞激活[D];浙江大學(xué);2011年

2 洪挺;木豆素C衍生物的合成及其生物活性研究[D];南昌大學(xué);2011年

3 李冉;中國漢族人群TGF-β1啟動子-509C/T基因多態(tài)性與帕金森病的相關(guān)性的研究[D];青島大學(xué);2011年

4 王春源;實(shí)驗(yàn)性兔眼球鈍挫傷視網(wǎng)膜抗氧化酶類變化的研究[D];第二軍醫(yī)大學(xué);2000年

5 崔福愛;小分子酸性神經(jīng)肽對VD小鼠的治療作用及其作用機(jī)理的研究[D];鄭州大學(xué);2002年

6 席愷;α－硫辛酸對豚鼠椎基底動脈缺血－再灌注聽力損傷的保護(hù)作用[D];鄭州大學(xué);2002年

7 申麗;谷氨酸的肺損傷作用及人參皂甙Rg1的保護(hù)效應(yīng)[D];中南大學(xué);2003年

8 付杰軍;谷氨酸對肺表面活性物質(zhì)脂質(zhì)合成的抑制及CGRP的保護(hù)作用[D];中南大學(xué);2003年

9 高長越;腦缺血再灌注早期氧化應(yīng)激與神經(jīng)元DNA損傷的變化[D];第三軍醫(yī)大學(xué);2002年

10 趙雍;朱砂、雄黃與安宮牛黃丸腦缺血損傷保護(hù)作用的相關(guān)性考察[D];北京中醫(yī)藥大學(xué);2003年

本文編號：2241961