杨小生团队IJMS│首次发现刺梨主成分刺梨苷通过激活BDNF/Akt/mTOR信号通路发挥NMDA诱导的神经保护作用-省部共建药用植物功效与利用国家重点实验室

研究背景

神经毒性是中枢神经系统功能障碍的重要因素，表现为神经元功能障碍、突触减少、神经细胞受损或死亡。谷氨酸、甲基苯丙胺、金属离子、寄生虫、抗精神病药物、环境污染物和食品添加剂等多种因素可诱发严重神经退行性疾病的神经毒性。刺梨（ Rosa roxburghii ）为蔷薇科蔷薇属植物，主要分布在我国云、贵、川地区，其中贵州刺梨资源最为丰富，现有种植面积约 210 万亩，已被贵州省委省政府单列为省级重要农业产业进行统筹规划。刺梨 (Rosa roxburghii) 是中国著名的药用和食用植物，在贵州省广泛种植。刺梨最早的记录来自于《黔书》 ( 公元 1690 年 ) 和《本草纲目》 ( 公元 1765 年 ) ，发现其具有治疗消化不良、神经衰弱、睡眠障碍和痢疾等作用。课题组前期预实验发现刺梨主要成分—刺梨苷具有神经保护作用。本研究在体外和体内进一步研究了 KF1 对 NMDA 诱导的兴奋性毒性的神经保护作用。

文章内容

贵州刺梨以“维C之王”著称，之前的研究无论是从基础科学到产品开发，还是从营养补充到功能挖掘多与之关联，但随着刺梨资源储量的扩大，新产品业态发展急需新功能挖掘。近期，贵州省天然产物研究中心/贵州医科大学杨小生研究员和李齐激副研究员在贵州刺梨主成分—刺梨苷（KF1）新功能挖掘方面取得新进展，首次发现KF1对NMDA诱导的神经毒性具有神经保护作用。

论文摘要图片（TOC）

在 NMDA 诱导 PC12 细胞神经损伤模型中， KF1 干预后对 NMDA 诱导损伤的 PC12 细胞具有保护作用，具体表现为增加 NMDA 诱导损伤的 PC12 细胞活率，抑制 LDH 的释放（图1 ）。

图 1. KF1 抑制 NMDA 诱导 PC12 细胞神经毒性

图2.KF1对NMDA诱导PC12细胞神经毒性的影响

在NMDA诱导PC12细胞神经损伤模型中，KF1干预后可显著降低NMDA诱导损伤的PC12细胞的Ca²⁺水平及凋亡水平（图2）。

图 3. KF1 对 NMDA 诱导 PC12 细胞神经毒性的平均荧光强度

在NMDA诱导PC12细胞神经损伤模型中，KF1能显著增加NMDA诱导PC12细胞中NR2B、AMPA、BDNF、AKT、mTOR、PSD95及Syn1的平均荧光强度（图3）。

图 4. KF1 对 NMDA 诱导损伤小鼠 Y 迷宫空间记忆的影响

在NMDA诱导损伤的小鼠模型中，KF1给药后可改善小鼠的空间学习记忆能力（图4）。

图5. KF1对NMDA诱导损伤小鼠水迷宫学习记忆能力的影响

在NMDA诱导损伤的小鼠模型中，KF1给药后可降低小鼠的逃避潜伏期和增加目标象限停留的时间（图5）。

图 6. KF1 对 NMDA 诱导损伤小鼠海马组织神经递质、 MAO 水平和 Ca²⁺ 浓度的影响

在 NMDA 诱导损伤的小鼠模型中， KF1 给药后增加小鼠海马组织中 5-HT 和 DA 的水平，降低 MAO 和 Ca²⁺ 的浓度（图6 ）。

图 7. KF1 对 NMDA 诱导损伤小鼠的病理组织学观察

在NMDA诱导损伤的小鼠模型中，KF1给药后小鼠海马CAI区域神经元基本正常，排列整齐，核固缩现象明显减轻，尼氏小体增多，NMDAR1在小鼠CA1、CA3和皮质处平均光密度值降低（图7）。

图8. KF1对NMDA诱导损伤小鼠海马组织中相关蛋白表达的影响

在 NMDA 诱导损伤的小鼠模型中， KF1 给药后可降低 NMDAR1 在小鼠海马组织中的蛋白表达；增加 NR2B 、 AMPA 、 BDNF 、 AKT 、 mTOR 、 PSD95 和 Syn1 在小鼠海马组织中的蛋白表达（图8 ）。

相关工作以 “Neuroprotection of Kaji-Ichigoside F1 viathe BDNF/Akt/mTOR Signaling Pathways against NMDA-Induced Neurotoxicity” 为题发表在 International journal of molecular sciences 上 (Doi: 10.3390/ijms232416150) 。论文第一作者为贵州省天然产物研究中心 / 贵州医科大学 陈发菊 博士，通讯作者为贵州省天然产物研究中心 / 贵州医科大学 杨小生 研究员和 李齐激 副研究员。该项目得到了国家自然科学基金（ No. 32160104, U1812403, 82160807) 、贵州省科技基金（ No. 2023–239 ）、贵州省创新能力提升平台（ No. 2020–018 ）等项目资助。