粗制巴西莓油可保护黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)免受百草枯引起的神经毒性损伤:行为学、神经化学及Nrf2相关证据

《Neuroscience》:Crude a?aí oil protects against paraquat-induced neurotoxicity in Drosophila melanogaster: Behavioral, neurochemical, and Nrf2-related evidence

【字体: 时间:2025年11月11日 来源:Neuroscience 2.8

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  粗制a?aí油通过抑制氧化应激、调节Nrf2信号通路及维持神经递质稳态,显著减轻paraquat诱导的果蝇神经毒性,其富含多不饱和脂肪酸及抗氧化成分(摘要分隔符:

  
Nathalie Savedra Gomes | Francisco Andrey da Silva e Silva | Dieniffer Espinosa Janner | Eliana Jardim Fernandes | Roseana Freitas Rocha | Mustafa Munir Mustafa Dahleh | Vandreza Cardoso Bortolotto | Murilo Ricardo Sigal Carrico | Gustavo Andrade Ugalde | Rafael Roehrs | Gustavo Petri Guerra | Elton Luis Gasparotto Denardin
应用于生物活性分子的药理学和毒理学评估实验室 – LaftamBio,巴西巴拉马联邦大学Itaqui校区,邮编97650-000,RS州,巴西

摘要

背景:接触氧化还原活性的除草剂(如百草枯PQ)会促进与氧化应激相关的神经退行性疾病的发病机制。天然抗氧化化合物和绿色基材料已被证明是缓解这些影响的有希望的策略。文献调查(PubMed、Scopus和ScienceDirect数据库;2010–2025年)显示,人们对亚马逊地区的生物活性油脂和纳米结构系统作为可持续的神经保护候选物质越来越感兴趣。目的:本研究评估了原始巴西莓(Euterpe oleracea)油对Drosophila melanogaster中由PQ引起的神经毒性的神经保护潜力,重点关注其与Nrf2信号通路相关的生化、神经化学和分子效应。方法:实验条件基于先前的文献设定,PQ浓度为1.8 mM,抗氧化油浓度为50 μL/mL。成年果蝇接受五天的处理,并对其行为(运动、协调能力、记忆)、氧化(ROS、TBARS、SOD、CAT)、神经化学(多巴胺含量、AChE活性)和分子(Nrf2蛋白)参数进行评估。通过GC–MS分析了油的化学组成。结果:巴西莓油显著防止了PQ引起的死亡和行为障碍,减少了氧化应激生物标志物,保持了多巴胺水平和胆碱能功能,并恢复了Nrf2蛋白的表达。GC–MS分析鉴定出主要的不饱和脂肪酸、生育酚、植物甾醇和角鲨烯,这些化合物此前已被证实具有神经保护和抗氧化作用。结论:原始巴西莓油对Drosophila melanogaster中由PQ引起的神经毒性表现出强大的抗氧化和神经保护作用。通过调节Nrf2–Keap1通路并维持神经递质平衡,它为开发针对神经退行性疾病的营养保健品和纳米材料干预措施提供了有前景的绿色生物技术替代方案。

引言

天然生物活性化合物因其预防或缓解神经退行性疾病的潜力而受到越来越多的关注。这些疾病,包括帕金森病和阿尔茨海默病,其特征是神经元逐渐丧失和功能衰退,这些过程与氧化应激、线粒体功能障碍和细胞防御机制受损密切相关(Sharifi-Rad等人,2020年;Olufunmilayo等人,2023年)。活性氧(ROS)的产生与抗氧化能力之间的不平衡会损害脂质、蛋白质和DNA,最终导致神经毒性和认知能力下降(Bhatti等人,2017年)。
在环境因素中,氧化还原活性的除草剂百草枯(PQ)被广泛认为能够引起氧化应激和多巴胺能神经退化,因此成为研究Drosophila melanogaster中类似帕金森症状的强大实验模型(Feany和Bender,2000年)。因此,PQ暴露模型对于评估具有潜在神经保护活性的天然或合成化合物非常宝贵。
近年来,人们越来越重视开发结合生物疗效和环境可持续性的绿色衍生生物活性化合物和纳米材料。例如,Yaman等人(2025年)证明了Cystoseira foeniculaceaSargassum vulgare的甲醇提取物具有抗菌和细胞毒性作用,增强了海洋衍生天然产物的药理价值。同样,Alasgarova等人(2025年)从Camellia sinensis提取物中合成了硒纳米颗粒,证实了它们的抗氧化和酶调节活性,并展示了绿色纳米材料的概念。Evcil等人(2025年)开发了一种基于壳聚糖的生物膜,其中加入了Crataegus orientalis提取物用于食品保存,而Nasibova等人(2025年)讨论了微塑料和纳米塑料的环境危害,强调了迫切需要环保材料替代品。总体而言,这些研究强调了天然和可持续来源在生物医学创新中的重要性。
在这种背景下,亚马逊地区的油脂(如巴西莓Euterpe oleracea油)因其富含不饱和脂肪酸、生育酚、植物甾醇和角鲨烯而成为有前景的绿色材料(Pacheco-Palencia等人,2007年;Barbosa等人,2016年)。这些亲脂性抗氧化剂可以调节关键的氧化还原调节通路,包括Nrf2–Keap1信号通路(Koppula等人,2012年;Gureev和Popov,2019年),从而在氧化应激条件下发挥神经保护作用。然而,尽管基于巴西莓的产品消费量不断增加,但其原油部分的生物潜力与其富含酚类的果肉或提取物相比仍尚未得到充分探索。
为了建立本研究的概念框架,在PubMed、Scopus和ScienceDirect数据库(2010–2025年)中使用了“巴西莓油”、“神经保护”、“氧化应激”、“Nrf2通路”和“百草枯毒性”等关键词进行了文献调查。选择的标准是提供关于天然化合物在氧化神经毒性模型中神经保护作用的实验或机制证据的原创文章和综述文章。
鉴于此背景,本研究旨在通过GC–MS对原始巴西莓油进行化学表征,并评估其对Drosophila melanogaster中由百草枯引起的行为、生化和分子变化的神经保护作用。通过将传统的抗氧化特性与新兴的绿色生物技术材料概念相结合,这项工作为可持续的神经保护策略以及潜在的生物医学和营养保健品应用提供了新的见解。

化学物质和试剂

百草枯二氯化物(1,1′-二甲基-4,4′-联吡啶二氯化物)由Aline Caurio博士提供(详见Caurio等人,2024年;《Comparative Biochemistry and Physiology Part C》,109873)。原始巴西莓(Euterpe oleracea Mart.)油购自Comércio de Insumos Eireli(巴西圣保罗州)。所有其他化学物质和试剂均为分析级,购自Sigma-Aldrich(美国密苏里州圣路易斯)。

Drosophila品系和饲养

野生型Drosophila melanogaster(Harwich品系)来自...

巴西莓油的GC–MS表征

通过气相色谱-质谱(GC–MS)确定了原始巴西莓油的化学组成,共鉴定出37种化合物(见补充表1)。色谱图见补充图1。该油的主要脂肪酸为油酸(9-十八烯酸,(E)-,24.65%)、棕榈酸(n-十六烷酸,18.07%)和亚油酸(9,12-十八二烯酸(Z,Z)-,11.59%)。此外,还含有不饱和...

讨论

本研究全面探讨了原始巴西莓油对Drosophila melanogaster中由百草枯(PQ)引起的神经毒性的保护作用,整合了行为、生化、神经化学和分子分析。在剂量-反应分析中,高浓度(1000 μL)的巴西莓油降低了生存率并影响了运动能力,而50–500 μL的浓度则没有引起不良影响。这些发现与先前的研究结果一致,表明巴西莓...

CRediT作者贡献声明

Nathalie Savedra Gomes:撰写 – 原始草稿、软件使用、方法论、研究、数据分析、概念化。Francisco Andrey da Silva e Silva:撰写 – 审稿与编辑、方法论、研究、数据分析。Dieniffer Espinosa Janner:方法论、研究、数据分析。Eliana Jardim Fernandes:方法论、研究、数据分析。Roseana Freitas Rocha:撰写 – 审稿与编辑、方法论、概念化。Mustafa Munir Mustafa:

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了CNPq421769/2018-1)的支持。N.G. Savedra、D. E. Janner、M.R. Poetini和E.J. Fernandes获得了FAPERGSCAPES奖学金。
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