近日，我校曹庸教授团队陈运娇副教授在利用秀丽线虫模型探究迷迭香多酚化合物延缓神经退行性疾病（Neurodegenerative diseases，NDs）及其潜在机制的研究方面取得新进展，并在国际高水平期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry、Food & Function发表两篇学术论文。两篇论文通讯作者均为陈运娇副教授，第一作者为华南农业大学食品学院硕士生陈韵。
与衰老相关的NDs是一类以大脑神经元或组织功能渐进性损伤为主要特征的进行性疾病，包括阿尔兹海默症（Alzheimer's disease, AD），亨廷顿病（Huntington disease, HD），帕金森病（Parkinson's disease, PD）等，因其患病率高，并发症严重，已成为全球严重的医学和社会问题。目前为数不多的NDs治疗药物仅能缓解临床病理症状，未能从根本上阻止受损神经元的继续退变和死亡，并且这些药物治疗费用昂贵，还会产生严重的副作用。因此，寻找有效、安全、天然的神经保护活性物质并探究其作用机制是开发神经保护治疗剂的研究热点。鼠尾草酚（Carnosol, CL）和鼠尾草酸（Carnosic acid, CA）是迷迭香提取物中主要的两种高效抗氧化多酚物质。然而，关于迷迭香多酚化合物在延缓NDs及线粒体障碍的相关机制知之甚少，因此有必要探索迷迭香多酚化合物对NDs中胆碱能障碍、蛋白质稳态和线粒体障碍的调控作用及相关机制。
在Journal of Agricultural and Food Chemistry期刊上发表的题为“Carnosol Reduced Pathogenic Protein Aggregation and Cognitive Impairment in Neurodegenerative Diseases Models via Improving Proteostasis and Ameliorating Mitochondrial Disorders”的封面文章，一区TOP，影响因子为5.895（原文链接：https://pubs.acs.org/toc/jafcau/70/34）。
该研究利用三种NDs线虫模型（AD、HD和PD），从神经元凋亡、蛋白质稳态和线粒体功能障碍等不同方面系统地探讨CL延缓NDs的神经保护作用机制。首先，CL通过抑制IIS通路，调节MAPK信号通路，同时激活分子伴侣信号通路以恢复NDs蛋白稳态，从而抑制β-淀粉样蛋白（Amyloid β, Aβ）、聚谷氨酰胺（polyglutamine, polyQ）和α-突触核蛋白（α-synuclein, α-syn）的积累，减少线虫的行为和认知障碍以及神经元损伤。此外，CL通过改善线粒体膜蛋白功能和线粒体结构稳态以修复线粒体结构损伤。更重要的是，该研究揭示了CL可激活线粒体动力学稳态相关基因以改善线粒体稳态和功能障碍同，并上调unc-17、cho-1和cha-1基因以减轻Aβ介导的胆碱能神经系统障碍，并激活Notch信号传导和Wnt通路以减少polyQ和α-syn诱导的ASH神经元以及多巴胺能神经元损伤。
在Food & Function期刊上发表的题为“Carnosic Acid Ameliorated AΒ-Mediated (Amyloid-β Peptide) Toxicity, Cholinergic Dysfunction and Mitochondrial Defect in Caenorhabditis Elegans of Alzheimer’s Model”的论文，中科院二区，影响因子为6.317（原文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2022/fo/d1fo02965g）。
该研究利用AD线虫模型揭示了CA延缓Aβ神经毒性的作用及潜在机制。研究结果表明CA能抑制Aβ异常积累，延缓线虫瘫痪并保护神经元免受Aβ诱导的神经毒性影响。并且，CA可通过降低ace-1和ace-2基因的表达，上调cha-1和unc-17基因以抑制乙酰胆碱酯酶活性，缓解Aβ引起的胆碱能系统缺陷。此外，CA还可能通过上调phb-1、phb-2、eat-3和drp-1基因的表达来改善Aβ诱导的线粒体动态网络失衡及氧化应激损伤。
以上研究有助于了解迷迭香多酚化合物延缓NDs的活性及其潜在的作用机制，对推动开发迷迭香提取物为预防和治疗NDs的相关产品具有重要的指导作用。上述研究得到国家自然科学基金和广东省自然科学基金的资助。
文图/食品学院