褪黑素通过PI3K/AKT/Nrf2通路保护帕金森病大鼠多巴胺能神经元免受百草枯诱导的氧化损伤

推荐：山东第一医科大学团队针对帕金森病(PD)中氧化应激导致的多巴胺神经元损伤，通过百草枯(PQ)诱导大鼠模型，揭示褪黑素(MT)通过激活PI3K/AKT/Nrf2通路调控HO-1/NQO1表达，显著降低ROS水平并改善线粒体功能，为PD治疗提供新靶点。

　　

帕金森病(PD)作为全球600万患者受累的神经退行性疾病，其核心病理特征是中脑黑质多巴胺能神经元的进行性丢失和α-突触核蛋白(α-synuclein)异常聚集。尽管已知环境毒素如除草剂百草枯(PQ)可通过诱发氧化应激加速神经元损伤，但具体分子机制尚未阐明。更棘手的是，临床缺乏能有效阻断疾病进展的神经保护剂。值得注意的是，松果体分泌的褪黑素(MT)因其卓越的抗氧化特性，在多种神经系统疾病中展现出治疗潜力，但其在PD中的精确作用通路仍如"黑箱"。

山东第一医科大学的研究团队在《Food and Chemical Toxicology》发表的研究，首次系统揭示了MT通过PI3K/AKT/Nrf2级联反应对抗PQ诱导的神经毒性。研究人员采用三步递进式实验设计：首先建立30 mg/kg PQ腹腔注射的PD大鼠模型，通过体重监测、酪氨酸羟化酶(TH)免疫组化和蛋白印迹验证模型可靠性；随后设置20/30/40 mg/kg MT干预组，采用ROS荧光检测、线粒体复合物基因(NDUFS3/SDHA)qPCR分析及通路蛋白检测；最后引入PI3K抑制剂LY294002进行机制验证。关键技术包括：Wistar大鼠行为学评估、DCFH-DA探针检测活性氧(ROS)、Western Blot分析PI3K/AKT/Nrf2通路蛋白、RT-qPCR定量抗氧化酶基因表达。

研究结果部分揭示：
3.1.1 模型验证显示PQ暴露组大鼠出现典型PD症状：体重显著下降、毛发黄染、呼吸急促，40 mg/kg组全部死亡。
3.1.2 免疫组化证实PQ剂量依赖性减少黑质TH⁺
神经元数量，30 mg/kg组TH蛋白表达降低41.7%。
3.2.4 基因分析发现MT上调NDUFS3和SDHA mRNA表达，30 mg/kg组分别恢复至对照组的2.3倍和1.8倍。
3.2.5 ROS检测显示MT干预使PQ诱导的荧光强度从158.7±12.1降至89.3±8.6（40 mg/kg组）。
3.3.3 机制研究表明LY294002可完全阻断MT对p-AKT和Nrf2的上调作用，证实PI3K是MT激活Nrf2的必要条件。

讨论部分强调，该研究首次阐明MT通过"PI3K→p-AKT→Nrf2"分子轴激活内源性抗氧化防御：
1）线粒体保护方面，MT使复合物I亚基NDUFS3表达提升130%，显著改善电子传递链功能；
2）抗氧化调控层面，MT使Nrf2下游效应分子HO-1和NQO1表达分别增加2.1倍和1.7倍；
3）神经存活方面，40 mg/kg MT使TH⁺
细胞数量恢复至对照组的82.4%。这些发现不仅为MT的临床应用提供理论依据，更揭示PI3K/AKT/Nrf2通路是对抗环境毒素致PD的关键靶标。

该研究的突破性在于：首次在体内模型中证实MT可通过调节PI3K依赖性Nrf2核转位来协调线粒体功能与抗氧化防御，这种"双管齐下"的神经保护机制为开发靶向神经退行性疾病的多效药物开辟了新思路。未来研究可进一步探索MT与其他PD治疗药物（如左旋多巴）的协同效应，以及不同给药时窗对神经保护效率的影响。