Пероральный [60]фуллерен уменьшает нейровоспаление для облегчения болезни Паркинсона за счет регулирования кишечного микробиома
2026-08-29 21:34
Считается, что нейровоспаление является приводит к патогенному процессу дегенерации нейронов при болезни Паркинсона (ПД). Тем не менее, эффективные противовоспалительные методы лечения ПД все еще остаются неудовлетворительными. Здесь мы исследуем надежную терапевтическую стратегию для ПД с использованием антиневровоспалительных фуллеренов.
Методы: Пероральный фуллерен был получен методом шарового фрезерования. Для исследования терапевтических эффектов и механизмов была использована 1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрагидропириридин (MPTP) модель PD мыши. Микросреда кишечника оценивалась с помощью секвенирования генов 16S рРНК, газовой хроматографии-масс-спектрометрии, количественной полимеразной цепной реакции (Q-ПЦР) и вестерн-блот (WB). Нейровоспаление и нейродегенерация оценивались с помощью патологического анализа, наборов Elisa, трансмиссионной электронной микроскопии, Q-PCR, WB и так далее. Токсичность оценивалась по весу, анализу крови и окрашиванию гематоксилин-эозином (HE). Результаты: Терапевтическая система перорального фуллерена, которая растворяла [60]фуллерен в оливковом масле (сокращенно OFO), была ловко разработана, что может уменьшить нейровоспаление за счет регулирования разнообразия кишечного микробиома, увеличения содержания короткоцепочечных жирных кислот (SCFA) и восстановления целостности кишечного барьера. Соответственно, снижение нейровоспаления предотвратило дофаминергическую нейронную дегенерацию. И, таким образом, OFO значительно улучшил двигательный дефицит и принципиально обратил потерю дофамина (DA) у мышей PD, вызванных MPTP. Следует отметить, что OFO продемонстрировал низкую токсичность по отношению к живому телу. Вывод: Наши результаты свидетельствуют о том, что OFO является безопасным в использовании, простым в использовании и потенциальным кандидатом на лечение ПД в клинике, открывая терапевтическое окно для нейродегенерации, вызающейся нейровоспалением.
Схема 1 Схематическая иллюстрация механизма лечения ПД с помощью OFO. После приема перорального введения PD мышами ОФО в основном накапливалось в желудочно-кишечном тракте, регулируется кишечная микробиота с повышенным содержанием SCFA и восстановленным кишечным барьером, улучшается системное воспаление, а затем уменьшается нейровоспаление, тем самым уменьшая нейродегенерацию для лечения ПД.
Рисунок 1 Подготовка и характеристика OFO. (A) Приготовление OFO. (B) Фотографии C60 в воде, C60 в толуоле, оливковом масле и OFO. (C) MALDI-TOF MS OFO. (D) УФ-поглощения оливкового масла, C60 в толуоле (6,25 мкг/мл) и OFO (5,80 мкг/мл). (E) Способности к прохлаживанию •OH оливкового масла и OFO при 12,5 мкг/мл оценивались с помощью EPR. (F) Биораспределение OFO, измеренное LC-MS.
Рисунок 2 нарушение кишечника OFO у мышей PD, вызванных MPTP. (A) Тел-схема анализа кишечной микробиоты. (B) Диаграмма Венна кишечной микробиоты. (C) Анализ дисперсий среди микробиологических сообществ с помощью NMDS. (D) Относительное количество основной микробиоты на уровне филума. (E) СоотношениеFirmicutes/Bacteroidetes в разных группах. (F) Относительное количество основной микробиоты на уровне рода. (G) Относительное количество Bacteroides, Akkermansia, Faecalibaculum и Parabacteroides на уровне рода. (H) Содержание уксусной кислоты, масляной кислоты, пропановой кислоты и изовалериновой кислоты в фекалиях. (I) Относительные уровни мРНК окклюдина и клаудина1 в тканях толстой кишки, проанализированных с помощью Q-ПЦР. (J) Относительная экспрессия белка окклюдина и клаудина1 в тканях толстой кишки, определяемая WB. (K) Флуоресцентная микроскопия Muc2 (зеленый) и DAPI (4', 6-диамидин-2-фенилиндол, синий) в толстой кишке. Шкалы представляют собой 100 мкм. (L) Количественный анализ иммунофлуоресценции Muc2. Данные - это ср. ± S.D. n = 3-7 в каждой группе. *p < 0,05 и **p < 0,01. Данные были проанализированы с помощью односторонней ANOVA с тестом LSD или теста Games-Howell с помощью SPSS.
Рисунок 3 OFO деактивировал микроглию и уменьшил нейровоспаление. (A) Содержание TNF-α, IL-1β и IL-6 в тканях толстой кишки. (B-C) Уровни TNF-α, IL-1β и IL-6 в сыворотке. (D) Флуоресцентная микроскопия iba-1+ (зеленая) микроглии и DAPI (синяя) в субстанции nigra. Шкала составляет 40 мкм. (E) Флуоресцентная микроскопия CD68 (зеленый) и DAPI (синий) в субстанции nigra. Шкала представляет собой 60 мкм. (F) Количественный анализ иммунофлуоресценции iba-1. (G) Количественный анализ иммунофлуоресценции CD68. (H) Экспрессия мРНК tnf-α и il-1β в среднем мозге. (I) Содержание TNF-α, IL-1β и IL-6 в тканях мозга. Данные - это среднее значение ± S.D. n = 3-6 в каждой группе. *p < 0,05 и **p < 0,01. Данные были проанализированы с помощью односторонней ANOVA с тестом LSD или теста Games-Howell с помощью SPSS.
Рисунок 4 OFO улучшает двигательный дефицит мышей PD, вызванных MPTP. (A) Схематическая диаграмма отображала экспериментальный протокол профилактики PD, вызванного MPTP, с помощью OFO. (B-C) Тест на полюсах (B) и тест на ротарод (C) на 6-й день в профилактических экспериментах. (D) Схематическая диаграмма изображает экспериментальный протокол лечения MPTP-индуцированного PD с помощью OFO. (E-F) Улучшение MPTP-индуцированной поведенческой дисфункции методом OFO, оцененное с помощью полюсного теста (E) и роторного теста (F) на 12-й день. Данные - это ср. ± S.D. n = 3-10 в каждой группе. *p < 0,05 и **p < 0,01. Данные были проанализированы с помощью односторонней ANOVA с тестом LSD или теста Games-Howell с помощью SPSS.
Рисунок 5 Влияние OFO на нейротрансмиссии MPTP-индуцированных мышей PD.(A) Содержание DA в среднем мозге и стриатуме. (B-C) Коэффициент оборота DA (DOPAC+HVA)/DA в среднем мозге (B) и стриатуме (C). (D) Уровень тирозина в тканях мозга. (E-F) Уровни 4-аминомасляной кислоты, глутаминовой кислоты и глутамина в тканях мозга. (G) Уровни хлорида ацетилхолина (Ach) в тканях мозга. Данные - это ср. ± S.D. n = 4-6 в каждой группе. *p < 0,05 и **p < 0,01. Данные были проанализированы с помощью односторонней ANOVA с тестом LSD или теста Games-Howell с помощью SPSS.
Рисунок 6 Профилактика дофаминергической нейронной дегенерации с помощью OFO у мышей PD, вызванных MPTP. (A) Изображения IHC TH в SN. Правые изображения - это увеличение красного прямоугольника слева. Бар: слева 500 мкм, справа 50 мкм. (B) Изображения IHC TH в стриатуме. Нижние фотографии - это увеличение красного прямоугольника в верхней части. Бар: верхний 500 мкм, нижний 50 мкм. (C) Количественный анализ TH-положительных нейронов в SN и в стриатуме. (D) WB и количественный анализ TH в среднем мозге. (E) Ультраструктура дофаминергических нейронов и митохондрий в контрольных группах MPTP и MPTP+OFO по TEM. Шкала: 1 мкм и 400 нм. Синие стрелки относятся к нормальным митохондриям. Красные стрелки относятся к поврежденным митохондриям. (F) Экспрессия мРНК Bax и соотношение Bax/Bcl-2 в среднем мозге с помощью Q-ПЦР-анализа. (G) Экспрессия белка цитохрома c в митохондрии и цитоплазме нейронов в среднем мозге по WB. (H) Экспрессия мРНК каспазы3 в среднем мозге. (I-J) Экспрессия мРНК ASK1 (I) и JNK (J) в среднем мозге. Данные - это среднее значение ± S.D. n = 3-6 в каждой группе. *p < 0,05 и **p < 0,01. Данные были проанализированы с помощью односторонней ANOVA с тестом LSD или теста Games-Howell с помощью SPSS.
Рисунок 7 Оценка токсичности. (A) Обычный анализ крови на лейкоциты, эритроциты и PLT мышей в разных группах. (B) Окрашивание сердца, печени, селезенки, легких, почек и мозга в разных группах. Шкала сердца, печени, селезенки, легких и почек составляет 100 мкм, а шкала мозга представляет собой 50 мкм.