背景及概述[1][2]
多發(fā)性硬化是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎性脫髓鞘性自身免疫性疾病,因其復(fù)發(fā)-緩解病程,最終常導(dǎo)致不可逆性神經(jīng)殘疾。眾多研究指出,血腦屏障的破壞以及血管周圍水腫和炎癥細(xì)胞的浸潤是MS中最具標(biāo)志性的特征之一。BBB由腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞及細(xì)胞間的緊密連接蛋白、基膜、周細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞足突和極其狹小的細(xì)胞外隙等多種類型的細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)組成。
緊密連接位于相鄰血管內(nèi)皮細(xì)胞之間,是維持血腦屏障完整性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),對血腦屏障的通透性具有重要的調(diào)節(jié)作用。緊密連接蛋白由跨膜蛋白[occludin、claudin(s)、JAM]、胞質(zhì)附著蛋白(ZO-1、ZO-2和ZO-3)和細(xì)胞骨架蛋白共同組成。其結(jié)構(gòu)功能異常、位置分布變化、蛋白表達(dá)量下降等可導(dǎo)致細(xì)胞間通路開放,使血腦屏障通透性增加。
馬索羅酚(Masoprocol)又名1,4-雙(3,4-二羥苯基)-2,3-二甲基丁烷,4,4′-(2,3-二甲基四亞甲基)二鄰苯二酚,去甲二氫愈創(chuàng)木酸,分子式為C18H22O4,分子量為302.36。馬索羅酚是一種Nrf2通路激活劑,具有抗炎、抗氧化應(yīng)激等作用。前期研究已證實(shí)該藥物對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎(EAE)小鼠具有抑制炎癥反應(yīng),減輕病情進(jìn)展的作用。有研究表明,多發(fā)性硬化患者與EAE小鼠中均存在血腦屏障(BBB)破壞。
結(jié)構(gòu)
應(yīng)用[2-3]
馬索羅酚(nordi?hydroguaiaretic acid, NDGA)為一種新的Nrf2/Ke?ap1/ARE通路激活劑,對中樞神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病和缺血再灌注損傷有保護(hù)作用。有實(shí)驗(yàn)研究NDGA對EAE模型中細(xì)胞因子的變化的影響。研究主要針對EAE模型中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變進(jìn)行研究,故研究組織選擇大腦和脊髓;此外,脾臟含有豐富的淋巴組織,其同樣是單核-巨噬系統(tǒng)的重要實(shí)體器官,在免疫應(yīng)答中起重要作用,故研究中同樣納入脾組織進(jìn)行分析。
應(yīng)用NDGA 治療EAE 小鼠,治療組小鼠的癥狀評分比模型組明顯降低,表明NDGA可以顯著改善EAE小鼠臨床表現(xiàn),提示其可以在MS中起到保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞的功能。目前已知IL-6、IL-17 在EAE 病程中發(fā)揮促炎作用,而TGF-b 在缺乏IL-6條件下促使T細(xì)胞向Treg細(xì)胞分化起抗炎作用。研究中急性期模型組小鼠IL-6、IL-17的轉(zhuǎn)錄和蛋白表達(dá)水平均增高,TGF-b的轉(zhuǎn)錄和蛋白表達(dá)水平降低;緩解期IL-6、IL-17水平較急性期下降,而TGF-b水平較急性期回升。提示NDGA的神經(jīng)保護(hù)功能可能與改變這些細(xì)胞因子的表達(dá)相關(guān)。
一些研究也發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象:在Nrf 2 小鼠顱腦損傷的研究中NDGA 可以減少炎性介質(zhì)包括IL-6等分泌。在硫唑嘌呤誘發(fā)的腎病模型中,NDGA恢復(fù)了其TGF-β的表達(dá),在避免腎功能損傷的同時(shí),減少了蛋白尿。除此之外,研究還涉及了NDGA 與IL-17 的關(guān)系。IL-17是近年來新發(fā)現(xiàn)的炎癥介質(zhì),目前相關(guān)研究較少,更沒有與NDGA 相關(guān)的報(bào)道。與傳統(tǒng)的IL-6、TGF-β不同,IL-17 是通過促進(jìn)中性粒細(xì)胞募集;促進(jìn)CCL2、IL-6和IL8產(chǎn)生,引起血腦屏障中血管內(nèi)皮細(xì)胞中活性氧產(chǎn)生;破壞緊密連接蛋白表達(dá)和內(nèi)皮細(xì)胞彈性,導(dǎo)致血腦屏障破壞等發(fā)揮其促炎作用。
研究證實(shí)NDGA 可抑制IL-17 表達(dá),而IL17 水平的降低與減少EAE 中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎性浸潤和髓鞘脫失有重要關(guān)聯(lián)。通過NDGA 治療組和模型組的比較,發(fā)現(xiàn)NDGA 可減少IL-6、IL-17 基因轉(zhuǎn)錄和翻譯,從而降低Th17 細(xì)胞分化;提高TGF-β轉(zhuǎn)錄和翻譯,促進(jìn)Treg細(xì)胞分化,抑制EAE小鼠的異常炎癥反應(yīng)。這一結(jié)果提示NDGA 可能是通過糾正Th17/Treg 細(xì)胞因子失衡,并影響初始T 細(xì)胞的分化和繁殖對疾病進(jìn)程干預(yù)。
雖然MS的免疫機(jī)制錯(cuò)綜復(fù)雜,需要進(jìn)一步的研究和探索,但NDGA可以改善EAE小鼠的癥狀評分和平衡炎癥相關(guān)因子。綜上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明NDGA 可以緩解EAE小鼠神經(jīng)系統(tǒng)癥狀,下調(diào)促炎因子IL-6、IL-17的轉(zhuǎn)錄和翻譯、上調(diào)炎癥抑制因子TGF-β的轉(zhuǎn)錄和翻譯,顯示出神經(jīng)保護(hù)作用和免疫抗炎特性,為多發(fā)性硬化治療提供了新的可能途徑。
此外,還有實(shí)驗(yàn)探究馬索羅酚(NDGA)對實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎(EAE)小鼠血腦屏障的保護(hù)作用及其機(jī)制。將27只C57BL/6小鼠隨機(jī)分為正常組、EAE組與NDGA組,應(yīng)用MOG35-55誘導(dǎo)EAE模型。小鼠發(fā)病后神經(jīng)功能評分達(dá)1分時(shí)開始給予NDGA組NDGA 10 mg/(kg·d)腹腔注射,EAE組及正常對照組給予5% DMSO 10 ml/(kg·d)腹腔注射。
給藥20 d后比較各組小鼠神經(jīng)功能評分,應(yīng)用熒光顯微鏡觀察伊文斯蘭染色后各組小鼠血腦屏障通透性改變情況,激光共聚焦顯微鏡觀察各組小鼠claudin-5、occludin、ZO-1表達(dá)情況,Real-time PCR檢測各組小鼠NF-κB及MMP-9 mRNA水平。結(jié)果與正常對照組相比,EAE組伊文斯蘭染色后熒光漏出范圍較大,緊密連接蛋白連續(xù)性遭到破壞,NF-κB、MMP-9 mRNA水平均上調(diào);與EAE組相比,NDGA組神經(jīng)功能評分顯著降低,伊文斯蘭染色后熒光范圍較小且強(qiáng)度較弱,緊密連接蛋白連續(xù)性壞減輕,NF-κB、MMP-9 mRNA水平下調(diào)。
在實(shí)驗(yàn)中,從MMP-9的表達(dá)情況來看,與正常對照組相比,EAE組與NDGA組MMP-9 mRNA 水平均有上調(diào),但NDGA 組中MMP-9 mRNA水平較EAE組顯著降低,進(jìn)一步提示NDGA可以減少破壞BBB完整性的MMP-9的表達(dá)從而起到保護(hù)BBB的作用。MMP-9 的基因調(diào)節(jié)序列TATA盒之前有NF-κB轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)結(jié)合位點(diǎn)。NF-κB的激活,可以在基因轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)MMP-9的表達(dá),相反,抑制NF-κB 的活化,MMP-9 表達(dá)減少。MMP-9亦可以通過激活NF-kB信號(hào)通路使緊密連接蛋白表達(dá)減少,破壞血腦屏障的完整性。
綜合上述分析我們可以得出:EAE小鼠中存在NF-κB的活化以及MMP-9表達(dá)上調(diào),造成炎癥細(xì)胞跨血腦屏障的遷移,從而降解緊密連接蛋白,破壞血腦屏障的完整性與功能,引起一系列神經(jīng)纖維的脫髓鞘病變。綜上所述,NDGA對EAE小鼠BBB具有保護(hù)作用,其機(jī)制可能是通過下調(diào)MMP-9與NF-κB表達(dá),減少緊密連接蛋白降解而實(shí)現(xiàn)的。因此馬索羅酚可以保護(hù)EAE小鼠血腦屏障免遭破壞,延緩疾病進(jìn)展,其機(jī)制可能是保護(hù)緊密連接蛋白完整性以及抑制MMP-9、NF-κB表達(dá)。
主要參考資料
[1] 王高寧, 夏志倫, 時(shí)偉, 等. 馬索羅酚對實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎小鼠血腦屏障的保護(hù)作用及機(jī)制研究[J]. 免疫學(xué)雜志, 2017, 33(2): 118-123.
[2] CN201610296545.0 馬索羅酚在制備治療包蟲病的藥物中的應(yīng)用
[3] 李彬, 張彥博, 孔鵬, 等. 馬索羅酚對實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎小鼠 IL-6, IL-17, TGF-b 表達(dá)的影響[J]. 中國神經(jīng)精神疾病雜志, 2016 (2016 年 09): 532-536.