油橄榄（Olea dioica）PGK-1的结构-功能特性研究：乙酰胆碱酯酶抑制作用、分子对接研究以及其对Aβ42诱导的SH-SY5Y神经元细胞毒性的缓解作用；此外还探讨了该蛋白在阿尔茨海默病模型（UAS-Aβ42; ey-GAL4果蝇模型）中的作用

《Neuroscience Letters》：Structure–function characterization of olea dioica PGK-1: Acetylcholinesterase inhibition, molecular docking, and amelioration of Aβ42-induced toxicity in SH-SY5Y neuronal cells and the UAS-Aβ 42; ey-GAL4 drosophila model of Alzheimer’s disease

阿尔茨海默病（AD）的神经保护机制研究及PGK-1的药理活性分析。摘要：基于橄榄科植物Ole dioica提取的PGK-1化合物，通过体外SH-SY5Y细胞实验证实其抑制Aβ1-40诱导的神经毒性，并具有抗氧化和抗炎活性；进一步利用果蝇UAS-Aβ42模型验证其体内神经保护作用，包括提升运动能力、延长寿命及降低氧化应激指标，同时抑制AChE活性。摘要分隔符：

　　

G.K. Pratap|G.N. Pramoda|Chandrashekhar G. Joshi|Lokesh Koodlur Sannegowda|Manjula Shantaram|Poornima Priyadarshini

印度卡纳塔克邦科达古县Chikka Aluvara的Jnana Kaveri研究生中心，Mangalore大学生物化学研究与学习系，邮编571 232

引言

阿尔茨海默病（AD）是老年人痴呆症最常见的原因，占所有痴呆症的60-80%。全球有大量人受到该疾病的影响，据预测到2030年将有3500万人患病[1]。老年人记忆力减退是该病的典型症状，常见症状还包括行为改变、焦虑和沟通困难[2]。AD的一个临床特征是患者大脑中不可溶性β-淀粉样蛋白（Aβ）的积累。这些沉积物会干扰正常的脑功能，导致神经细胞死亡和随后的认知能力下降[3]。然而，Aβ在AD发病机制中的作用非常复杂，目前尚未完全明了[4]。目前治疗AD的主要方法是使用针对乙酰胆碱酯酶（AChE）的抑制剂。这些化合物通过增加对乙酰胆碱的供应来改善认知功能，而乙酰胆碱是一种对记忆和学习至关重要的神经递质[5]。尽管如此，长期使用这些药物往往会导致不良副作用。因此，人们越来越关注探索更安全的替代疗法，以减轻长期药物治疗的局限性。

药用植物在管理AD和记忆缺陷方面起着重要作用，它们具有抗氧化和抗炎等神经保护作用，有助于支持认知和记忆功能[7]。与合成药物相比，药用植物的主要优势在于副作用较少且更具成本效益。根据世界卫生组织的数据，全球约80%的人将药用植物作为主要的医疗手段[8]。例如，已经通过初步的体外生物测定评估了多种药用植物（如Guazuma ulmifolia、Stryphnodendron adstringens、Paullinia cupana、Poincianella pluviosa、Luehea brasiliense和Trichilia catigua）对Aβ_25–35毒性的保护作用，包括其对AChE的抑制作用和抗氧化活性[9]。目前治疗AD认知症状的主要方法是使用AChE抑制剂，其中两种获批的药物——加兰他敏（galantamine）和利凡斯的明（rivastigmine）都来源于药用植物[10]。

橄榄科（Oleaceae）植物以其丰富的草药种类而闻名，含有多种次级代谢物，如苷类、酚类和黄酮类，这些物质都具有显著的神经保护作用[11]。橄榄科中著名的成员包括Nyctanthes arbortristis、Syringa vulgaris、Olea europaea、Olea dioica Roxb.以及Olea ferruginea Royle和Fraxinus，它们都以其显著的神经保护特性而著称[12]。

O. dioica Roxb.（橄榄科）是一种半落叶性森林药用植物，据报道具有多种生物活性，包括抗菌[13]、细胞毒性[13]、抗氧化[14]和神经保护作用[15]。因此，研究从O. dioica Roxb.中提取的生物活性成分可能有助于针对AD的发病机制。我们之前的研究已经强调了OLE–2组分中的抗AChE、抗氧化和神经保护作用[13]。基于这些发现，我们从OLE–2组分中分离出一种化合物（PGK–1）；据我们所知，这是首次报道从O. dioica Roxb.中提取的生物活性化合物。

我们进一步报道了PGK–1在SH–SY5Y细胞中对抗Aβ_1–40诱导的神经元毒性的积极作用，以及其对氧化应激和AChE抑制的影响。此外，还验证了PGK–1对Aβ_1–40、AChE活性和SH–SY5Y细胞细胞毒性的神经保护作用。我们使用转基因UAS–Aβ₄₂ ey–GAL4果蝇模型进行了体内研究，以评估其抗AChE活性和寿命。

章节摘要

化学试剂

所有化学试剂，如Aβ_1–40肽、MTT、DTNB（5,5′–二硫双(2-硝基苯甲酸）、2′,7-二氯荧光素二乙酸盐（DCFH–DA）、乙酰胆碱酯酶（AChE）和乙酰硫代胆碱碘化物（ATCI）均购自美国Sigma Aldrich公司。本研究中使用的溶剂均为分析级。

PGK1的分离与表征

O. dioica Roxb.植物的采集方法和提取过程已在之前的研究中描述过[13,14]。我们采用多步骤方法从OLE–2组分中分离出该化合物。

果蝇品系与培养

野生型果蝇品系（Oregon K）来自迈索尔大学动物学系的果蝇品系中心，而转基因UAS–Aβ₄₂ /ey–GAL4品系则由印度巴纳拉斯印度教大学的S. Sri Krishna博士提供。果蝇在标准小麦培养基中培养，添加酵母颗粒，培养条件为24±2°C、60-80%相对湿度，光照/黑暗周期为12小时

组织病理学与扫描电子显微镜研究

组织病理学研究通过切片眼睛并进行苏木精-伊红（H&E）染色来完成。损伤程度用0-5分进行评分，0分表示野生型形态，5分表示严重损伤，表现为眼节融合、坏死和刚毛丢失；中间分数表示逐渐恶化的组织结构。评分由盲法观察者独立完成[24]。对于扫描电子显微镜（SEM）分析，成年果蝇的眼睛被解剖、固定、脱水、镀金后进行成像。

结果与讨论

O. dioica Roxb.植物分布于印度大部分地区，包括西高止山脉。该植物的不同部位（如叶子、根、树皮和果实）传统上被用于治疗皮肤病、风湿病、发热和癌症等疾病。我们之前的研究表明，该植物的OLE–2组分具有抗氧化、AChE抑制和对抗急性丙烯酰胺神经毒性的神经保护作用[13]。我们进一步从该组分中分离出一种化合物。

PGK–1对Drosophila（UAS–Aβ₄₂ ey–GAL4）中氧化应激标志物和AChE活性的影响

越来越多的证据表明，与衰老相关的氧化应激是AD的一个显著且早期的特征，它促进了AD的发病机制。在AD模型中，过氧化氢酶（catalases）、活性氧（ROS）和脂质过氧化（LPO）水平的升高是氧化应激的指标，这突显了氧化失衡与神经退行性病变之间的复杂关系[37]。此外，已有文献记载Aβ_1–42的42-氨基酸异构体的表达会发生变化

结论

基于我们的全面研究，从药用植物O. dioica中提取的尿苷衍生物PGK–1在AD背景下表现出显著的神经保护潜力。它对AChE和BACE–1的亲和力较高，并且对SH–SY5Y细胞中的氧化应激标志物和细胞活力有积极影响，这突显了其机制相关性。此外，在转基因果蝇模型中对寿命、攀爬能力和氧化应激的影响进一步证实了其作用

未引用参考文献

[6], [38]。

作者贡献声明

G.K. Pratap： 负责写作、审稿和编辑。G.N. Pramoda： 负责正式分析、数据整理。Chandrashekhar G. Joshi： 负责写作、审稿、数据可视化及监督。Manjula Shantaram： 负责写作、审稿、数据可视化及监督。Poornima Priyadarshini： 负责写作、审稿、数据可视化及验证。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究得到了CSIR–中央食品技术研究所（Mysore）和Mangalore大学的支持。我们感谢Banaras Hindu大学的S. Sri Krishna博士和Mysore大学的果蝇品系提供，以及CSIR–CFTRI的Harish Prashanth博士对手稿的审稿。同时感谢Pramod Kumar P博士和Basavaraju K C先生在果蝇SEM分析方面的协助