人参皂苷 Rg1 抑制小胶质细胞激活的信号转导机制研究

Ginsenoside Rg1 has gained attention as potential neuroprotective agents. but its role and signal mechanisms in anti-pathogenesis of Alzheimer's disease are not known. By using amyloid precursor protein-transgenic mice and the Alzheimer's disease rat models which were established by intra-peritoneal injection of D-galactose combined with Aβ1-40 injection into bilateral lateral cerebral ventricle, primary microglial cells and murine BV-2 microglial cells, we arrange to investigate: (1) The therapeutic role of ginsenoside Rg1 in Alzheimer's disease; (2) Effects of ginsenoside Rg1 on signal transduction pathways which play a crucial role in determinating the pathogenesis of Alzheimer's disease such as phosphoinositide 3-kinase (PI3-K)/protein kinase B (PKB)/ mammalian target of rapamycin (mTOR) signal pathway; Toll-like recetpors (TLRs)/mitogen-activated protein kinases (MAPKs) signal transduction and TLRs/nuclear factor-κB (NF-κB) signal pathway. Taking together, the research arrange to study the role and signal transduction pathway of ginsenoside Rg1 in pathogenesis of Alzheimer's disease at molecular, cellular and individual levels in order to provide new evidences for inhibitory effects of microglial activation and treatment of Alzheimer's disease.

我们前期研究表明：人参皂苷Rg1有保护神经元、延缓脑细胞衰老的作用。但缺乏全面、系统地研究人参皂苷Rg1在老年痴呆症病理过程中抑制小胶质细胞激活，减轻神经炎症的保护作用及信号转导机制。课题拟通过Aβ前体蛋白（APP）过表达老年痴呆转基因小鼠与D-半乳糖腹腔注射加侧脑室一次性注射聚集态的Aβ1－42构建人工复合型老年痴呆大鼠、原代培养小胶质细胞和BV-2小胶质细胞株等老年痴呆症动物与细胞模型，研究（1）人参皂苷Rg1调控小胶质细胞激活的作用；（2）人参皂苷Rg1对小胶质细胞激活相关关键信号通路：磷脂酰肌醇3－激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(PI3-K/PKB/mTOR)信号通路、有丝分裂原活化蛋白激酶(MAPKs)信号通路和核因子-κB(NF-κB)信号通路的调控作用。从分子、细胞及整体层面探讨人参皂苷Rg1在抑制小胶质细胞激活，对抗老年痴呆症病理发生过程中的作用及其信号转导机

小胶质细胞激活在阿尔茨海默氏病病理过程中发挥着重要作用。课题组采用侧脑室注射β淀粉样蛋白1-42（Aβ1-42）联合腹腔注射D-半乳糖（D-gal）构建SD大鼠AD模型，发现人参皂苷Rg1（Ginsenoside Rg1）能通过上调AD模型大鼠大脑皮质、海马组织中抗氧化物（酶）含量，抑制凋亡相关蛋白活化切割，而改善空间学习记忆能力减退，对抗大鼠中枢神经系统AD。同时构建脂多糖（LPS）刺激小胶质细胞BV-2的炎症模型，发现人参皂苷Rg1通过调控脂酶C-γ1信号通路抑制细胞内炎性蛋白酶iNOS、COX-2和炎性因子TNF-α和IL-1β和NF-κB/P65的转录和翻译。Rg1 通过下调 LPS 诱导的 BV-2 小胶质细胞 PCNA 和 cyclin D1 的表达水平来调控细胞周期进而抑制活化的小胶质细胞的增殖。课题组积极拓展研究方向，对人参皂苷 Rg1 和云南特色中药材天麻的活性成分天麻素在神经发作性疾病-癫痫中的作用进行探讨，通过建立氯化锂-匹罗卡品诱导大鼠癫痫模型，用人参皂苷 Rg1 进行干预后，Rg1 增加癫痫大鼠大脑胼胝体区 Arg-1 蛋白的表达，降低 iNOS 和 IL-1β 等炎性因子的表达，抑制 MG 的激活和极化，减轻炎症因子的表达，缩短癫痫大鼠大发作时间。同时癫痫发作后可引起相关凋亡因子的表达改变，而人参皂苷 Rg1 可以通过下调促凋亡因子 Bax 的表达，上调抗凋亡因子 Bcl-2 的表达，从而发挥抗癫痫的神经保护作用。结论： Rg1 改善AD大鼠的空间学习记忆能力减退，对抗大鼠中枢神经系统AD。同时抑制脂多糖诱导的小胶质细胞增殖和调控脂酶 C-γ1 信号通路抑制脂多糖诱导的小胶质细胞激活，阐明了人参皂苷 Rg1 抗AD的病理生理机制，为临床应用 Rg1 治疗 AD 提供新的细胞分子生物学依据。人参皂苷 Rg1调控大鼠癫痫模型大脑小胶质细胞的活化、炎症介质的释放和细胞凋从而发挥抗癫痫的神经保护作用。为人参皂苷 Rg1 的新的药理用途提供新依据。