【摘要】：越來越多的證據(jù)表明神經(jīng)炎癥在帕金森�。≒arkinson’s disease, PD）發(fā)生發(fā)展中起到重要作用。小膠質(zhì)細(xì)胞是神經(jīng)炎癥發(fā)生過程中主要的效應(yīng)細(xì)胞，其過度活化后能產(chǎn)生一些促炎酶類（iNOS和COX-2）和促炎細(xì)胞因子類（TNF-α、IL-1β和IL-6）。這些炎性介質(zhì)能損傷周圍的多巴胺（dopamine, DA）神經(jīng)元，最終導(dǎo)致其變性死亡。因此，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞過度活化可能是阻止PD進(jìn)一步發(fā)展的潛在的治療措施。β-羥丁酸（β-hydroxybutyric acid, BHBA）是氨基酸和脂肪酸代謝重要的中間代謝物，其像葡萄糖一樣能為大腦提供能量，特別是哺乳期幾乎能替代葡萄糖成為大腦的主要能量來源。另外，BHBA在PD中也能起到神經(jīng)保護(hù)作用，但是其機(jī)制尚不明確。有研究表明BHBA在巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞中，通過其受體GPR109A抑制LPS誘導(dǎo)的炎癥。所以，我們推測(cè)BHBA在PD中可能通過GPR109A受體抑制神經(jīng)炎癥，從而起到神經(jīng)保護(hù)作用。因此，本實(shí)驗(yàn)建立了體外細(xì)胞炎癥模型、LPS誘導(dǎo)的PD體外細(xì)胞模型和體內(nèi)動(dòng)物模型，系統(tǒng)研究了BHBA在炎癥介導(dǎo)的PD模型中的神經(jīng)保護(hù)作用及其機(jī)制。 在小膠質(zhì)細(xì)胞系BV-2和原代小膠質(zhì)細(xì)胞的細(xì)胞炎癥模型中發(fā)現(xiàn)，BHBA能顯著抑制LPS誘導(dǎo)的iNOS、COX-2、TNF-α、IL-1β和IL-6蛋白和mRNA表達(dá)的增加。用PTX阻斷或siRNA沉默GPR109A能抑制這種效應(yīng)的發(fā)生。Western blotting結(jié)果顯示BHBA在小膠質(zhì)細(xì)胞系BV-2細(xì)胞中能降低LPS誘導(dǎo)的IκB-α降解和NF-κB核轉(zhuǎn)位，然而對(duì)ERK1/2、p38-MAPK和JNK的磷酸化水平?jīng)]有影響；BHBA在原代小膠質(zhì)細(xì)胞中能抑制LPS誘導(dǎo)的NF-κB磷酸化水平，siRNA沉默GPR109A能抑制這種效應(yīng)。這些結(jié)果說明BHBA在小膠質(zhì)細(xì)胞中通過GPR109A/NF-κB信號(hào)途徑抑制LPS誘導(dǎo)的炎癥。 為了進(jìn)一步研究，BHBA是否能通過其抑炎作用對(duì)PD起到緩解或治療作用，我們首先在LPS誘導(dǎo)的PD細(xì)胞模型中初步研究了其對(duì)DA神經(jīng)元的保護(hù)作用及其機(jī)制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)BHBA能抑制LPS在中腦神經(jīng)-膠質(zhì)細(xì)胞中誘導(dǎo)的DA神經(jīng)元變性，且這種抑制作用具有濃度依賴性。BHBA的這種神經(jīng)保護(hù)作用是通過抑制小膠質(zhì)細(xì)胞活化來完成的，因?yàn)锽HBA在中腦神經(jīng)-膠質(zhì)細(xì)胞中能顯著抑制LPS誘導(dǎo)的iNOS、COX-2、TNF-α、IL-1β和IL-6的產(chǎn)生。 進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)BHBA在LPS誘導(dǎo)的PD動(dòng)物模型中能減弱阿撲嗎啡誘導(dǎo)的旋轉(zhuǎn)行為；能濃度依賴性抑制LPS誘導(dǎo)的紋狀體中DA和3,4-二羥基苯乙酸（3,4-Dihydroxyphenylacetic acid, DOPAC）的減少；能濃度依賴性抑制LPS誘導(dǎo)的DA神經(jīng)元減少，并且能抑制LPS誘導(dǎo)的酪氨酸羥化酶（tyrosine hydroxylase,TH）的減少。另外，，BHBA也能濃度依賴性抑制LPS誘導(dǎo)的中腦黑質(zhì)區(qū)小膠質(zhì)細(xì)胞的活化。 以上結(jié)果表明，BHBA在小膠質(zhì)細(xì)胞中通過GPR109A介導(dǎo)的信號(hào)通路起到抑炎作用；BHBA在PD細(xì)胞和動(dòng)物模型中能通過抑制小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的神經(jīng)炎癥，來改善LPS誘導(dǎo)的運(yùn)動(dòng)功能障礙和保護(hù)DA神經(jīng)元。因此，GPR109A介導(dǎo)的信號(hào)通路可能是治療PD的潛在靶點(diǎn)。
[Abstract]:More and more evidences show that neuroinflammation plays an important role in the development of Parkinson's disease (PD). Microglia are the main effector cells in the process of neuroinflammation. Overactivation of microglia can produce some inflammatory enzymes (iNOS and COX-2) and inflammatory cytokines (TNF-a, IL-1beta and IL-6). Sexual mediators can damage peripheral dopamine (DA) neurons and eventually lead to their degeneration and death. Therefore, inhibition of microglia over-activation may be a potential therapeutic measure to prevent the further development of PD. Beta-hydroxybutyric acid (BHBA) is an important intermediate metabolite in amino acid and fatty acid metabolism, such as glucose. It also provides energy for the brain, especially during lactation, which almost replaces glucose as the main energy source. In addition, BHBA also plays a neuroprotective role in PD, but its mechanism is not clear. Studies have shown that BHBA inhibits LPS-induced inflammation in macrophages and monocytes through its receptor GPR109A. It is speculated that BHBA may play a neuroprotective role in PD by inhibiting neuroinflammation through GPR109A receptor. In this study, we established in vitro cell inflammation model, LPS-induced PD cell model in vitro and in vivo animal model, and systematically studied the neuroprotective effect and mechanism of BHBA in inflammation-mediated PD model.
BHBA significantly inhibited LPS-induced increase of iNOS, COX-2, TNF-a, IL-1beta and IL-6 protein and mRNA expression in microglial cell line BV-2 and primary microglial cell inflammation models. Blockade of GPR109A by PTX or silencing of GPR109A with siRNA inhibited this effect. Western blotting results showed that BHBA could inhibit the expression of iNOS, COX-2, TNF-a, IL-1beta and IL-6 protein and mRNA in microglial cell line BV BHBA could inhibit LPS-induced NF-kappa B phosphorylation in primary microglia, and GPR109A silencing could inhibit this effect. These results suggest that BHBA can suppress LPS-induced NF-kappa B phosphorylation in microglia through GPR109A/NF-kappa B signaling pathway. No. 2 pathway inhibits LPS induced inflammation.
To further investigate whether BHBA can alleviate or treat PD by its anti-inflammatory effect, we first studied the protective effect of BHBA on DA neurons in LPS-induced PD cell model and its mechanism. This neuroprotective effect of BHBA is achieved by inhibiting microglial activation in a concentration-dependent manner, because BHBA significantly inhibits LPS-induced iNOS, COX-2, TNF-a, IL-1beta and IL-6 production in mesencephalic neuroglial cells.
Further studies have shown that BHBA can attenuate apomorphine-induced rotation in LPS-induced PD animal models, inhibit LPS-induced reduction of DA and 3,4-dihydroxyphenylacetic acid (DOPAC) in the striatum in a concentration-dependent manner, and inhibit LPS-induced decrease of DA neurons in a concentration-dependent manner. In addition, BHBA also inhibited LPS-induced microglia activation in substantia nigra in a concentration-dependent manner.
These results suggest that BHBA plays an anti-inflammatory role in microglia through GPR109A-mediated signaling pathway; BHBA improves LPS-induced motor dysfunction and protects DA neurons by inhibiting microglia-mediated neuroinflammation in PD cells and animal models. Potential targets.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R742.5;R-332

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2241961