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为探究神经炎症相关疾病治疗,研究人员对七种姜科植物精油展开研究。通过 LPS 诱导小鼠神经炎症模型,发现其可改善认知、保护神经元、上调 Bcl-2 表达,调控 MAPK 等通路,为相关药物开发提供科学依据。
神经炎症如同隐藏在中枢神经系统中的 “无形杀手”,其过度激活与阿尔茨海默病、帕金森病等多种重大神经退行性疾病紧密相连。目前,针对神经炎症的治疗手段有限,且传统药物往往伴随较多副作用,因此从天然植物中挖掘安全有效的抗神经炎症成分成为科学界的重要探索方向。姜科植物在传统医学中早已因镇静、镇痛、抗炎等功效闻名,但七种特定姜科植物精油( Amomum tsaoko Crevost & Lem.、Zingiber officinale Roscoe 等)在神经炎症领域的系统性作用机制尚不明确。在此背景下,国内研究团队开展了这项极具创新性的研究,相关成果发表在《Industrial Crops and Products》,为神经炎症治疗开辟了新视野。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:运用微波辅助水蒸馏结合气相色谱 - 质谱联用(GC-MS)技术,对七种姜科植物精油进行定性定量分析;通过腹腔注射脂多糖(LPS)成功构建小鼠神经炎症模型;借助 Morris 水迷宫(MWM)实验评估小鼠认知功能;利用免疫组织化学技术检测抗凋亡蛋白 Bcl-2 表达;运用转录组学和代谢组学技术,从基因和代谢物层面深入解析作用机制。实验选用 70 只雄性 C57BL/6 小鼠,随机分为对照组、LPS 模型组、阳性药组及七种精油处理组,确保了样本队列的科学性。
3.1 化学组成分析
通过 GC-MS 鉴定出 148 种化学组分,不同精油成分差异显著。如 Am o 和 AoH 精油中桉叶油素(40.92%、27.11%)含量较高,Zin 精油以姜烯(32.99%)为主,Cur 精油中 α- 姜黄酮(45.78%)占比突出,这些成分均具有抗炎、抗氧化和神经保护活性。
3.2 对认知功能的影响
MWM 实验显示,与 LPS 组相比,七种精油均能显著缩短小鼠逃避潜伏期,增加在目标象限停留时间及平台穿越次数,表明其可改善 LPS 诱导的学习记忆障碍,其中 Zin 和 AoM 精油效果尤为显著。
3.3 神经元保护作用
尼氏染色结果表明,LPS 组神经元数量减少、胞体皱缩,而除 AoH 组外,其余精油组正常神经元数量显著增加,Amo 和 Kae 组甚至超过对照组,提示部分精油可能促进神经元再生。
3.4 免疫组化分析
免疫组化结果显示,七种精油均能上调抗凋亡蛋白 Bcl-2 表达,其中 Zin 和 Kae 精油作用最为明显,说明其通过抑制神经元凋亡发挥神经保护作用。
3.5 转录组学分析
转录组学研究发现,七种精油主要通过调控 Camk2d、Fzd9、Jund 等基因,影响 MAPK、NF-κB、Wnt 等神经炎症相关信号通路,其中 MAPK 通路富集最为显著,揭示了其多基因、多通路协同作用的机制。
3.6 代谢组学分析
代谢组学显示,血清和脑组织中涉及组氨酸代谢、苯丙氨酸代谢、泛酸和辅酶 A 生物合成等多条代谢通路被调节。例如,血清中组氨酸代谢通路的异常得到改善,脑组织中苯丙氨酸代谢紊乱被纠正,提示代谢调控是精油发挥作用的重要途径。
综合研究结果表明,七种姜科植物精油通过调节 MAPK 等信号通路、干预组氨酸 / 苯丙氨酸代谢及泛酸和辅酶 A 生物合成等多途径,发挥缓解神经炎症、改善认知功能和保护神经元的作用。该研究首次系统揭示了姜科植物精油抗神经炎症的分子机制,为阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病的治疗提供了潜在候选药物和创新靶点。尽管研究存在植物活性成分机制解析不够深入、动物实验到临床转化需进一步验证等局限性,但其为天然药物开发提供了坚实的科学基础,有望推动神经炎症治疗领域的新突破,具有重要的理论意义和临床应用前景。