首乌方基于Akt/GSK3β通路干预左旋多巴诱发异动症的机制研究

Levodopa-induced-dyskinesia (LID) is side effect of L-DOPA as its long-term application for Parkinson’s disease. At present, there is no effective treatment for LID. It has been clinically demonstrated that Shouwu Fang, an effective and safe traditional Chinese medicine formula, can alleviate abnormal involuntary movements and regulate extracellular dopamine (DA) and glutamate (Glu) levels in the striatum in LID rats. The results suggest that it may interfere with LID via the pathways which are activated by both D1R and NMDAR. We intend to study effects of Shouwu Fang on key factors of Akt/GSK3β pathways involved in LID. Both LID rat and model and cell model will be established. The results will provide hints and evidences for treatment of PD with L-DOPA combining with traditional Chinese medicine formulas, and for prevention of side effect of L-DOPA as well.

左旋多巴诱发异动症（LID）是以长期应用左旋多巴（L-DOPA）治疗帕金森病（PD）过程中产生的副反应，目前尚无有效治疗手段。首乌方是治疗PD中药复方，临床证实安全有效。已证实首乌方可以改善LID模型大鼠的组异常不自主运动（AIM）症状，调节纹状体内多巴胺（DA）、谷氨酸（Glu）水平，提示其可能通过调节DA与Glu共同参与的细胞内信号通路发挥作用。本课题以首乌方为研究对象，以多巴胺1受体（D1R）和N-甲基-D-天冬氨酸受体（NMDAR）下游Akt/GSK3β信号通路各关键靶点为核心研究内容，分别建立LID大鼠模型、L-DOPA和Glu复合损伤细胞模型，从整体、器官、细胞、分子多个层次，全面揭示首乌方基于Akt/GSK3β信号通路干预LID的作用机制，为中西药结合治疗PD、预防LID提供研究基础、理论依据和有益思路。

本研究研究建立帕金森（PD）大鼠模型，成模动物投予美多芭（L-DOPA+苄丝肼）诱发左旋多巴诱发异动症（LID），或以首乌方配伍美多芭进行预防性给药，在对模型动物进行行为学评价基础上，采用微透析技术结合高效液相-荧光色谱法测定纹状体细胞间液谷氨酸（Glu）浓度、高效液相-电化学法测定左旋多巴（L-DOPA）和多巴胺代谢产物的浓度，采用免疫组织化学染色、激光共聚焦显微技术等观察纹状体内TH阳性细胞、谷氨酸转运体（VGluT1）在神经元表达情况，采用RT-PCR、Western blot技术观察首乌方对D1R与NMDAR共同介导的GSK3β/Akt通路关键靶点相关蛋白的作用，以及大鼠脑内FoxO1、DJ1基因的mRNA水平，验证首乌方干预LID的作用机制。研究结果表明，首乌方对模型动物纹状体内L-DOPA和DA代谢产物水平具有调节作用，DR1和NMDAR共同介导的GSK3β/AKT通路参与了LID的发病机制，首乌方对该通路关键蛋白具有一定的调节作用，如降低谷氨酸受体的表达水平、减少谷氨酸转运体的表达等。.在体内实验的基础上，本研究建立L-DOPA及Glu共同损伤PC12细胞模型，模拟体内神经元在高浓度L-DOPA和Glu刺激下的神经元损伤情况，并观察首乌方含药血清对细胞模型的保护作用，对首乌方调节GSK3β/AKT通路的作用进行进一步的验证。研究结果表明，首乌方含药血清对复合损伤具有保护作用，对该通路的关键蛋白起调节作用。初步明确了首乌方含药血清对L-DOPA复合Glu损伤PC12细胞模型的保护作用及其机制，从细胞水平对首乌方对抗Glu引起的兴奋性毒性损伤及L-DOPA引起的氧化应激损伤的机制进行验证。.通过本项目，为首乌方临床应用提供理论依据和研究基础，也为中西药结合治疗 PD、预防西药产生副反应提供有益思路。