马索罗酚的应用
发布日期:2020/10/25 9:01:40
背景及概述[1][2]
多发性硬化是一种中枢神经系统炎性脱髓鞘性自身免疫性疾病,因其复发-缓解病程,最终常导致不可逆性神经残疾。众多研究指出,血脑屏障的破坏以及血管周围水肿和炎症细胞的浸润是MS中最具标志性的特征之一。BBB由脑毛细血管内皮细胞及细胞间的紧密连接蛋白、基膜、周细胞、星形胶质细胞足突和极其狭小的细胞外隙等多种类型的细胞和细胞外基质组成。
紧密连接位于相邻血管内皮细胞之间,是维持血脑屏障完整性的结构基础,对血脑屏障的通透性具有重要的调节作用。紧密连接蛋白由跨膜蛋白[occludin、claudin(s)、JAM]、胞质附着蛋白(ZO-1、ZO-2和ZO-3)和细胞骨架蛋白共同组成。其结构功能异常、位置分布变化、蛋白表达量下降等可导致细胞间通路开放,使血脑屏障通透性增加。
马索罗酚(Masoprocol)又名1,4-双(3,4-二羟苯基)-2,3-二甲基丁烷,4,4′-(2,3-二甲基四亚甲基)二邻苯二酚,去甲二氢愈创木酸,分子式为C18H22O4,分子量为302.36。马索罗酚是一种Nrf2通路激活剂,具有抗炎、抗氧化应激等作用。前期研究已证实该药物对实验动物模型实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)小鼠具有抑制炎症反应,减轻病情进展的作用。有研究表明,多发性硬化患者与EAE小鼠中均存在血脑屏障(BBB)破坏。
结构
应用[2-3]
马索罗酚(nordi⁃hydroguaiaretic acid, NDGA)为一种新的Nrf2/Ke⁃ap1/ARE通路激活剂,对中枢神经系统变性疾病和缺血再灌注损伤有保护作用。有实验研究NDGA对EAE模型中细胞因子的变化的影响。研究主要针对EAE模型中枢神经系统病变进行研究,故研究组织选择大脑和脊髓;此外,脾脏含有丰富的淋巴组织,其同样是单核-巨噬系统的重要实体器官,在免疫应答中起重要作用,故研究中同样纳入脾组织进行分析。
应用NDGA 治疗EAE 小鼠,治疗组小鼠的症状评分比模型组明显降低,表明NDGA可以显著改善EAE小鼠临床表现,提示其可以在MS中起到保护神经细胞的功能。目前已知IL-6、IL-17 在EAE 病程中发挥促炎作用,而TGF-b 在缺乏IL-6条件下促使T细胞向Treg细胞分化起抗炎作用。研究中急性期模型组小鼠IL-6、IL-17的转录和蛋白表达水平均增高,TGF-b的转录和蛋白表达水平降低;缓解期IL-6、IL-17水平较急性期下降,而TGF-b水平较急性期回升。提示NDGA的神经保护功能可能与改变这些细胞因子的表达相关。
一些研究也发现了类似的现象:在Nrf 2 小鼠颅脑损伤的研究中NDGA 可以减少炎性介质包括IL-6等分泌。在硫唑嘌呤诱发的肾病模型中,NDGA恢复了其TGF-β的表达,在避免肾功能损伤的同时,减少了蛋白尿。除此之外,研究还涉及了NDGA 与IL-17 的关系。IL-17是近年来新发现的炎症介质,目前相关研究较少,更没有与NDGA 相关的报道。与传统的IL-6、TGF-β不同,IL-17 是通过促进中性粒细胞募集;促进CCL2、IL-6和IL8产生,引起血脑屏障中血管内皮细胞中活性氧产生;破坏紧密连接蛋白表达和内皮细胞弹性,导致血脑屏障破坏等发挥其促炎作用。
研究证实NDGA 可抑制IL-17 表达,而IL17 水平的降低与减少EAE 中枢神经系统炎性浸润和髓鞘脱失有重要关联。通过NDGA 治疗组和模型组的比较,发现NDGA 可减少IL-6、IL-17 基因转录和翻译,从而降低Th17 细胞分化;提高TGF-β转录和翻译,促进Treg细胞分化,抑制EAE小鼠的异常炎症反应。这一结果提示NDGA 可能是通过纠正Th17/Treg 细胞因子失衡,并影响初始T 细胞的分化和繁殖对疾病进程干预。
虽然MS的免疫机制错综复杂,需要进一步的研究和探索,但NDGA可以改善EAE小鼠的症状评分和平衡炎症相关因子。综上实验结果表明NDGA 可以缓解EAE小鼠神经系统症状,下调促炎因子IL-6、IL-17的转录和翻译、上调炎症抑制因子TGF-β的转录和翻译,显示出神经保护作用和免疫抗炎特性,为多发性硬化治疗提供了新的可能途径。
此外,还有实验探究马索罗酚(NDGA)对实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)小鼠血脑屏障的保护作用及其机制。将27只C57BL/6小鼠随机分为正常组、EAE组与NDGA组,应用MOG35-55诱导EAE模型。小鼠发病后神经功能评分达1分时开始给予NDGA组NDGA 10 mg/(kg·d)腹腔注射,EAE组及正常对照组给予5% DMSO 10 ml/(kg·d)腹腔注射。
给药20 d后比较各组小鼠神经功能评分,应用荧光显微镜观察伊文斯兰染色后各组小鼠血脑屏障通透性改变情况,激光共聚焦显微镜观察各组小鼠claudin-5、occludin、ZO-1表达情况,Real-time PCR检测各组小鼠NF-κB及MMP-9 mRNA水平。结果与正常对照组相比,EAE组伊文斯兰染色后荧光漏出范围较大,紧密连接蛋白连续性遭到破坏,NF-κB、MMP-9 mRNA水平均上调;与EAE组相比,NDGA组神经功能评分显著降低,伊文斯兰染色后荧光范围较小且强度较弱,紧密连接蛋白连续性坏减轻,NF-κB、MMP-9 mRNA水平下调。
在实验中,从MMP-9的表达情况来看,与正常对照组相比,EAE组与NDGA组MMP-9 mRNA 水平均有上调,但NDGA 组中MMP-9 mRNA水平较EAE组显著降低,进一步提示NDGA可以减少破坏BBB完整性的MMP-9的表达从而起到保护BBB的作用。MMP-9 的基因调节序列TATA盒之前有NF-κB转录调节结合位点。NF-κB的激活,可以在基因转录水平上调MMP-9的表达,相反,抑制NF-κB 的活化,MMP-9 表达减少。MMP-9亦可以通过激活NF-kB信号通路使紧密连接蛋白表达减少,破坏血脑屏障的完整性。
综合上述分析我们可以得出:EAE小鼠中存在NF-κB的活化以及MMP-9表达上调,造成炎症细胞跨血脑屏障的迁移,从而降解紧密连接蛋白,破坏血脑屏障的完整性与功能,引起一系列神经纤维的脱髓鞘病变。综上所述,NDGA对EAE小鼠BBB具有保护作用,其机制可能是通过下调MMP-9与NF-κB表达,减少紧密连接蛋白降解而实现的。因此马索罗酚可以保护EAE小鼠血脑屏障免遭破坏,延缓疾病进展,其机制可能是保护紧密连接蛋白完整性以及抑制MMP-9、NF-κB表达。
主要参考资料
[1] 王高宁, 夏志伦, 时伟, 等. 马索罗酚对实验性自身免疫性脑脊髓炎小鼠血脑屏障的保护作用及机制研究[J]. 免疫学杂志, 2017, 33(2): 118-123.
[2] CN201610296545.0 马索罗酚在制备治疗包虫病的药物中的应用
[3] 李彬, 张彦博, 孔鹏, 等. 马索罗酚对实验性自身免疫性脑脊髓炎小鼠 IL-6, IL-17, TGF-b 表达的影响[J]. 中国神经精神疾病杂志, 2016 (2016 年 09): 532-536.
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