天麻-钩藤药对组分配伍对帕金森病多巴胺能神经元协同保护的抗氧化机制研究

Dopaminergic neuronal cells oxidative stress and neuronal cells death are key pathologies in Parkinson’s disease. Tianma-Gouteng is one of the herb pairs commonly used for treatment of Parkinson’s disease. Gastrodin and isorhynchophylline are important components of Tianma-Gouteng herb pairs for anti-parkinson action. To answer the question how combination administration of gastrodin and isorhynchophylline create a synergistic effectiveness for treatment of Parkinson’s disease? Based on our previous findings, we hypothesized that activation of ERK1/2 pathway by gastrodin and inhibition of Fyn pathway by isorhynchophylline on Dopaminergic Neuron in Parkinson's disease synergistically induce accumulation of Nrf2 in the nucleus by independent mechanisms, in turn, and gastrodin and isorhynchophylline induce synergistic neuroprotective effect. To test this hypothesis, this project evaluate synergistic neuroprotective effect of components combination of gastrodin and isorhynchophylline and its antioxidant mechanisms via ERK1/2 and Fyn pathway in MPTP-induced mouse model of Parkinson's disease and MPP⁺-lesioned PC12 cells. We test role of Nrf2 genes in combination administration of gastrodin and isorhynchophylline treatment of Parkinson’s disease in Nrf2 knockout mice. Thus, this project will reveal the scientific connotation of potentiation and assistanceof Tianma-Gouteng combinationat at molecular level. Enhance the tolerance of compatibility theory of traditional Chinese medicine for modern research findings, and offer the scientific basis for development of innovative drug from traditional Chinese medicine with “character of safety, effectiveness, controllability and stability”.

多巴胺能神经元氧化应激和死亡是帕金森病发生的病理关键。天麻-钩藤药对是临床上治疗帕金森病最常用的药对之一。天麻素和异钩藤碱是天麻-钩藤药对抗帕金森病的有效成分，其配伍在抗帕金森病中如何形成整合调节效应？我们基于前期研究提出“天麻素和异钩藤碱分别通过调控帕金森病多巴胺能神经元ERK1/2介导的Nrf2核定位信号和Fyn介导的Nrf2核输出信号协同诱导Nrf2核转位，进而发挥协同抗氧化神经保护作用”的假说。为了验证假说，本项目拟采用MPTP致帕金森病小鼠模型和MPP+所致PC12细胞损伤模型，评价天麻素和异钩藤碱配伍对帕金森病的协同神经保护作用及其抗氧化应激机制。用Nrf2基因敲除小鼠证实Nrf2在天麻素和异钩藤碱配伍抗帕金森病中的作用。从而在分子水平上揭示天麻-钩藤相须相使配伍理论的科学内涵，增强中药配伍理论对现代研究成果的包容能力，为“安全、有效、可控、稳定”的创新药物研制提供科学依据。

众所周知，帕金森病是由环境因素与遗传因素共同作用所致复杂疾病。因此提出多靶点协同调控生物网络策略可延缓帕金森病的病理进程，推测双重靶向Nrf2核输入和输出信号可协同提高Nrf2核转位诱导效应。已有研究报道，天麻素和异钩藤碱是天麻钩藤饮治疗颤证的主要功效成分，但配伍后如何相互作用却并不清楚。根据资助项目的研究计划，本研究在体内体外帕金森病模型评价天麻素联合异钩藤碱协同神经保护作用并探讨其抗氧化机制。体外实验结果表明：天麻素与异钩藤碱联用对MPP+诱导的PC12细胞损伤具有协同保护作用，天麻素与异钩藤碱联用可显著抑制MPP+诱导的PC12细胞氧化应激和线粒体途径介导的凋亡，提高PC12细胞内源性谷胱甘肽和硫氧还蛋白系统的抗氧化能力。值得注意的是，天麻素与异钩藤碱联用神经保护效应优于单独使用。进一步发现，天麻素刺激ERK1/2激活，上调Nrf2表达，增强Nrf2入核。而异钩藤碱促进Akt磷酸化，降低GSK-3β和 Fyn活性，抑制Nrf2出核。天麻素与异钩藤碱联用则协同提高Nrf2的核转位，这些研究结果揭示天麻素与异钩藤碱联用协同抗氧化作用的全新机制。体内实验结果表明：天麻素与异钩藤碱联用显著改善MPTP诱导的小鼠运动障碍和中脑组织氧化应激，特别是联合应用的药理效应明显优于单独应用。进一步发现天麻素与异钩藤碱联用上调MPTP小鼠中脑组织II项抗氧化酶表达/活性，触发Nrf2核转位。异钩藤碱增加MPTP小鼠中脑组织Akt的磷酸化，减少GSK-3β和 Fyn磷酸化。而天麻素诱导MPTP小鼠中脑组织ERK1/2磷酸化。有趣的是，在Nrf2基因敲除小鼠中没有观察到天麻素与异钩藤碱联用抗氧化和改善运动障碍的作用，证实Nrf2可能在天麻素与异钩藤碱联用抗帕金森病中发挥重要作用。本资助项目的研究结果在分子水平上部分揭示天麻与钩藤相须相使配伍理论的科学内涵，增强中药配伍理论对现代研究成果的包容能力，为“安全、有效、可控、稳定”的抗帕金森病药物研制提供中药新模式。本资助项目的研究成果共发表论文5篇，其中SCI论文2篇。