圣洁莓提取物与普拉克索通过抑制NLRP3/Caspase-1/GSDMD细胞焦亡通路及调控miRNA表达改善鱼藤酮诱导的纹状体神经退行性变的机制研究

《Molecular Neurobiology》：Deciphering the Role of NLRP-3/Caspase-1/GSDMD Pyroptotic Signal, miR-675-5p, and miR-1247-5p in Mitigation of Neurobehavioral and Neuropathological Alterations in Rotenone-Induced Striatal Neurodegeneration by Vitex agnus-castus Leaf Extract and/or Pramipexole in Male Rats

本研究针对帕金森病（PD）病理过程中神经炎症和细胞焦亡的关键环节，探讨了圣洁莓（Vitex agnus-castus）提取物与多巴胺受体激动剂普拉克索（Pramipexole）的联合治疗策略。通过建立鱼藤酮（Rotenone）诱导的大鼠PD模型，研究人员发现联合治疗能显著改善神经行为学异常，恢复多巴胺水平，并通过抑制NLRP3/caspase-1/GSDMD信号通路降低IL-1β、IL-18等炎症因子释放。该研究首次揭示了联合治疗通过调控miR-1247-5p表达和HMGB1/AIF-1信号轴发挥神经保护作用，为PD的协同药物治疗提供了新思路。

　　

在探索神经退行性疾病治疗策略的科学前沿，帕金森病（PD）的病理机制研究始终聚焦于多巴胺能神经元的选择性丧失这一核心问题。环境毒素鱼藤酮（ROT）——一种广泛使用的杀虫剂——能够通过抑制线粒体复合物I活性，诱发氧化应激和神经炎症，从而模拟出PD典型的运动障碍和病理特征。值得注意的是，近年来细胞焦亡（pyroptosis）这种程序性细胞死亡方式在PD发病中的作用日益受到关注。这种由NLRP3炎症小体激活caspase-1并切割GSDMD蛋白介导的细胞死亡途径，与α-突触核蛋白（α-synuclein）聚集、小胶质细胞活化等经典病理过程形成了复杂的相互作用网络。

面对当前PD治疗中多巴胺替代疗法存在的并发症和疗效递减问题，研究者将目光投向了天然产物与现有药物的联合治疗策略。圣洁莓（Vitex agnus-castus）作为一种传统药用植物，其叶片提取物含有丰富的黄酮类和环烯醚萜类化合物，既往研究提示其具有多巴胺D2受体激动活性和抗炎特性。而普拉克索（Pramipexole）作为临床常用的非麦角类多巴胺受体激动剂，除改善运动症状外，近年研究发现其还具有独立于多巴胺能系统的神经保护潜力。然而，两者联合使用是否能够通过协同作用更有效地阻断神经退行性变进程，特别是针对细胞焦亡这一新兴病理环节，尚待深入探索。

为此，研究团队在《Molecular Neurobiology》上发表了创新性研究成果，通过整合计算机模拟、生物化学分析和形态学验证等多种技术手段，系统阐述了圣洁莓提取物与普拉克索联合治疗在ROT诱导的纹状体神经退行性变中的保护作用及其分子机制。

关键技术方法包括：采用液相色谱-高分辨质谱联用（LC-HRMS/MS）分析圣洁莓叶片提取物的化学成分；通过分子对接（Molecular Docking）预测活性成分与靶蛋白的结合特性；建立鱼藤酮（3 mg/kg，腹腔注射）诱导的SD大鼠PD模型并进行为期60天的药物干预；通过旋转棒（Rotarod）和旷场（Open Field）实验评估神经行为学改变；使用蛋白质印迹（Western Blotting）检测NF-κB p65、NLRP3、GSDMD、caspase-1、α-synuclein和酪氨酸羟化酶（TH）的蛋白表达；采用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析ASC、HMGB1、AIF-1基因及miR-675-5p、miR-1247-5p的表达水平；通过组织化学染色（H&E）和免疫组织化学方法观察纹状体病理改变和caspase-1、GFAP、synaptophysin的免疫反应性。

研究结果

分子对接揭示天然化合物的优势结合特性

计算模拟结果显示，圣洁莓中的活性成分与关键靶点具有显著优于普拉克索的结合亲和力。其中荆芥苷（Vitexin）对α-synuclein（-5.3 kcal/mol）、caspase-1（-6.9 kcal/mol）和NF-κB p65（-6.8 kcal/mol）的结合能力分别比普拉克索提高56%、50%和51%。而安枯斯苷（Agnuside）对NLRP3（-9.5 kcal/mol）、GSDMD（-8.6 kcal/mol）和多巴胺受体（-9.3 kcal/mol）的结合亲和力更是表现出突破性的优势，较普拉克索分别提升51%、56%和50%。这种多靶点高效结合特性为天然化合物的协同作用提供了结构基础。

行为学改善证实联合治疗的协同效应

在神经行为学测试中，ROT模型组大鼠表现出明显的运动协调性障碍（旋转棒停留时间减少52.88%）和焦虑样行为（旷场实验潜伏期增加161.96%）。单药治疗组虽有一定改善，但联合治疗组显示出最显著的恢复效果：旋转棒停留时间较模型组提高72.66%，旷场中心区域活动次数恢复96.43%，修饰行为增加162.86%。这表明联合治疗在改善PD相关运动和非运动症状方面具有协同促进作用。

多巴胺系统和氧化应激的显著改善

生化分析显示，联合治疗能够最有效地逆转ROT引起的神经化学紊乱：使纹状体多巴胺水平恢复44.6%，降低脂质过氧化物MDA含量36.8%，提高谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）和过氧化氢酶（CAT）活性分别达66.6%和78%。值得注意的是，圣洁莓提取物在抗氧化指标上的改善效果优于普拉克索单药治疗，提示天然化合物的抗氧化特性在神经保护中发挥重要作用。

细胞焦亡通路的关键调控作用

Western Blotting结果证实，ROT激活的NLRP3/caspase-1/GSDMD信号通路在联合治疗组受到显著抑制：NF-κB p65、NLRP3、GSDMD和caspase-1的蛋白表达分别降低78.05%、58.43%、79.70%和68.24%。同时，炎症因子IL-1β和IL-18的水平也呈现剂量依赖性下降。免疫组化结果进一步显示，联合治疗组caspase-1和星形胶质细胞标志物GFAP的免疫反应性显著降低，而突触标志蛋白synaptophysin的表达则明显恢复，从形态学层面证实了联合治疗对神经炎症和突触完整性的保护作用。

帕金森相关蛋白表达的调控

研究还发现，联合治疗能够显著降低α-synuclein异常聚集（降低75.26%），同时提高多巴胺合成限速酶TH的表达（增加3.818倍）。这种对PD核心病理蛋白的双向调节作用，为解释联合治疗的疾病修饰效应提供了分子依据。

创新性发现非编码RNA的参与机制

在机制探索层面，研究首次报道了联合治疗对特定microRNA的调控作用：能够显著下调ROT诱导的miR-1247-5p过表达（降低29%），而对miR-675-5p无明显影响。同时，促炎因子HMGB1和AIF-1的mRNA表达也受到明显抑制。这表明联合治疗可能通过表观遗传调控和危险信号分子通路干预神经退行性进程。

组织学验证神经保护效果

组织病理学检查显示，联合治疗组纹状体神经元形态接近正常，路易样体形成和神经元卫星现象明显减少，神经元丢失、胶质增生和空泡化评分显著降低。这些形态学发现与生化指标改善相互印证，共同证实了联合治疗的神经保护效果。

研究结论与意义

本研究通过多维度实验证据证实，圣洁莓提取物与普拉克索的联合应用能够通过多靶点机制缓解ROT诱导的纹状体神经退行性变。其中，抑制NLRP3/caspase-1/GSDMD介导的细胞焦亡通路、调控miR-1247-5p/HMGB1/AIF-1信号轴、减轻氧化应激和α-synuclein病理负荷，共同构成了联合治疗的协同作用基础。

这项研究的创新性在于：首次系统阐述了天然化合物与合成药物在PD模型中的协同神经保护作用；揭示了细胞焦亡通路在环境毒素诱导的神经退行性变中的关键地位；发现了miR-1247-5p作为潜在治疗靶点的新价值。这些发现不仅为PD的联合药物治疗策略提供了实验依据，也为开发针对细胞焦亡通路的新型治疗剂指明了方向。

从转化医学视角来看，圣洁莓作为易于获取的天然药材，与临床常用药物普拉克索的联合使用方案具有较好的临床应用前景。这种基于病理机制的多靶点治疗策略，有望为帕金森病患者提供更为有效且副作用更小的治疗选择，特别是针对疾病修饰治疗这一尚未满足的临床需求。未来研究可进一步聚焦于优化配伍比例、探索更精准的给药方案，以及验证其在其他神经退行性疾病模型中的适用性。