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斑马鱼模型助力筛选:天麻素成为髓鞘再生治疗新希望
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年02月27日 来源:Acta Pharmacologica Sinica 6.9
在中枢神经系统(CNS)中,髓鞘对于神经冲动的传导和神经元轴突的营养支持至关重要。然而,髓鞘异常或脱髓鞘会引发多种神经系统疾病,如多发性硬化症(MS)、脑白质营养不良等。当髓鞘受损后,少突胶质前体细胞(OPCs)虽会尝试修复,但往往效果不佳,主要原因包括 OPCs 分化受阻以及成熟少突胶质细胞(OL)生成髓鞘的能力下降。目前,针对促进 OPCs 分化的药物研发进展缓慢,虽有部分药物进入临床试验,但效果均不理想,尚无药物获批临床使用。因此,开发新的促髓鞘再生药物筛选策略迫在眉睫。
海军军医大学的研究人员开展了一项关于筛选促髓鞘生成药物的研究。研究发现,天麻素是一种极具潜力的治疗脱髓鞘疾病的药物,该研究为脱髓鞘疾病的治疗提供了新的方向。相关研究成果发表在《Acta Pharmacologica Sinica》期刊上。
在研究过程中,研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:一是利用斑马鱼模型进行药物筛选,借助斑马鱼幼体透明、能直接吸收小分子化合物的特点,观察药物对髓鞘形成的影响;二是构建多种小鼠模型,如溶血磷脂酰胆碱(LPC)诱导的脱髓鞘模型和实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)模型,在体内研究药物的作用;三是采用分子对接和分子动力学模拟技术,探究天麻素与相关蛋白的相互作用机制;四是运用免疫荧光染色、Western blot 分析等技术,检测相关蛋白的表达和细胞的分化情况。
研究结果如下:
药物筛选确定天麻素的促髓鞘生成作用:研究人员以 Tg (MBP:eGFP-CAAX) 转基因斑马鱼为模型,对天麻素、芍药苷、葛根素、红景天苷和灯盏花素 5 种中药单体进行筛选。通过观察斑马鱼脊髓中 eGFP 荧光强度,发现天麻素能显著促进斑马鱼脊髓在发育阶段的髓鞘形成,且 10 μM 的天麻素效果最佳。
天麻素促进髓鞘形成的机制研究:通过多种实验方法发现,天麻素促进髓鞘形成主要是通过增强单个 OL 生成髓鞘的能力,而非增加 OL 的数量。在体外实验中,天麻素能促进原代培养的 OPCs 向成熟 OL 分化,增加 MBP 的表达,且不影响 OPCs 的增殖和凋亡。
天麻素激活 PI3K/AKT/mTOR 信号通路:研究表明,天麻素可激活 OL 中的 PI3K/AKT/mTOR 信号通路。分子对接和相关实验证实,天麻素与 PI3K 存在直接相互作用,PI3K 抑制剂 LY294002 可抑制天麻素诱导的 OL 成熟,表明天麻素可能通过直接结合 PI3K 激活该信号通路。
天麻素在体内促进髓鞘再生:在 LPC 诱导的脱髓鞘小鼠模型和 EAE 小鼠模型中,腹腔注射天麻素(100 mg?kg?1?d?1)均能有效促进髓鞘再生。在 LPC 模型中,天麻素处理的小鼠在 14 天后脱髓鞘体积明显减小,21 天后髓鞘厚度和髓鞘化轴突比例显著增加;在 EAE 模型中,天麻素能延迟疾病症状发作,减轻疾病严重程度,增加脊髓中 MBP?区域比例和成熟 OL 数量。
研究结论和讨论部分指出,脱髓鞘疾病的治疗面临诸多挑战,现有促进 OPCs 分化的药物疗效不佳。斑马鱼模型在筛选促髓鞘生成药物方面具有独特优势,研究人员成功利用该模型筛选出天麻素。天麻素不仅能促进髓鞘生成,还具有抗炎作用,这两种特性使其在治疗 MS 等脱髓鞘疾病,尤其是慢性进展阶段,展现出巨大的治疗潜力。不过,天麻素在脱髓鞘疾病中的抗炎机制尚待进一步研究。总体而言,该研究为脱髓鞘疾病的治疗提供了新的潜在药物和研究方向,斑马鱼模型在药物筛选中的应用也为后续研究奠定了基础。
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