基于ROS-ASK1-JNK信号转导研究补肾生髓中药对Aβ蛋白介导氧化应激损伤的作用

Alzheimer's disease (AD) is an age-related, progressive neuro-degenerative disorder. β-amyloid (Aβ) mediated oxidative stress damage plays an important role in AD pathogenesis. Aβ may inhibit respiratory chain, induce reactive oxygen species (ROS) generation, activate ASK1/JNK signal transduction and caspases, and promot nerve cell apoptosis. According to the theory of Traditional Chinese medicine (TCM), kidney stores essence of life. Kidney is the root of congenital and the source of brain-marrow. Bu-Shen-Sheng-Sui (nourishing kidney-essence and producing brain-marrow) is a primary principle for AD treatment. We have demonstrated Bu-Shen-Sheng-Sui herbs (Patent No. ZL200810204715.3) may improve the behavior and pathological damage, and regulate apoptosis related gene expression in hippocampal CA1 and ultra-structural abnormalities of neurons and synapses in AD rats. Based on previous findings, the project plans to evaluate the effects of Bu-Shen-Sheng-Sui herbs on Aβ induced oxidative stress damage in vivo an in vitro, including cell and DNA damage, mitochondrial dysfunction and apoptosis. And based on ROS->ASK1->JNK->Caspase signaling to explore the effective mechanism of the Bu-Shen-Sheng-Sui herbs. These studies may provide new insight into TCM theory of kidney based prevention and treatment for AD.

老年性痴呆是好发于老年人的神经系统进行性变性疾病，Aβ蛋白介导氧化应激损伤在其发病中起关键作用。Aβ可以抑制线粒体呼吸链、诱生活性氧（ROS）、激活ASK1/JNK信号转导、活化Caspases、激发细胞凋亡，干预氧化应激损伤是老年性痴呆防治的重要策略。肾为先天之本、主藏精生髓充脑，补肾生髓是中医治疗老年性痴呆主要治法。补肾生髓中药（专利号ZL200810204715.3）可以改善老年性痴呆模型大鼠学习记忆能力、病理损伤，调控细胞凋亡相关基因表达。 项目拟在前期研究基础上，以老年性痴呆疾病过程中Aβ介导氧化应激损伤为切入点，深入研究补肾生髓中药对Aβ蛋白介导细胞损伤、线粒体损伤、DNA损伤及细胞凋亡的保护作用，并从ROS->ASK1->JNK->Caspase信号转导方面揭示其作用机制。项目将为探索中医肾理论在老年性痴呆早期防治中的应用提供科学依据。

干预氧化应激损伤是老年性痴呆防治的重要策略。项目在前期研究基础上，以PC12 细胞作为模型细胞，基于Aβ介导氧化应激损伤，研究了补肾生髓中药对Aβ蛋白介导细胞损伤、线粒体损伤、DNA损伤及细胞凋亡的保护作用，并从ROS->ASK1->JNK->Caspase信号转导方面揭示其作用机制。.补肾生髓中药处方由熟地黄、丹参、石菖蒲、龟甲胶、茯神、益智等组成。项目组进一步加强了该处方制剂工艺、质量标准的研究，根据处方组成统一命名为地黄益智方。研究结果显示地黄益智方可以改善Aβ25-35对PC12细胞的增殖抑制作用、抑制Aβ25-35介导的LDH释放、DNA损伤、Cas-3活化、细胞线粒体膜电位降低和细胞凋亡的作用。.地黄益智方可以抑制Aβ25-35诱导PC12细胞生成ROS，可以改善Aβ25-35介导的SOD、CAT及GSH-Px活性的作用。Western blot检测显示地黄益智方可以抑制Aβ25-35对ASK1、JNK磷酸化的作用。JNK抑制可以减轻Aβ25-35对PC12增殖抑制的作用，同时增强地黄益智方的作用。研究证实地黄益智方可以保护Aβ介导的氧化应激损伤及细胞凋亡，在作用机制方面与负调控Aβ介导的ROS->ASK1->JNK->Caspase信号转导相关。.为了进一步证实该地黄益智方对神经氧化应激损伤的保护作用，选用谷氨酸诱导PC12细胞损伤模型，从细胞增殖、细胞凋亡、氧化应激的角度进行研究。结果显示地黄益智方可保护Glu介导PC12细胞毒损伤与氧化应激。其中细胞毒损伤保护作用可能与Bax/Bcl-2-> 线粒体-> Cyt-c ->Caspase-3信号转导相关；抗氧化应激损伤作用可能与减少细胞内GSH的耗竭和ROS生成、激活SOD、GPx及GR酶活性，从而减少氧化应激损伤，维持细胞内氧化防御体系平衡相关。