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昆?蘭研究組發現猴頭菇的強效神經營養功能:可促進神經??、增強記憶?

2023-05-30 07:22
海外星云 2023年3期
關鍵詞:猴頭菇提取物神經元

猴頭菇形如獅鬃,是一種中藥材,主治消化不良、神經衰弱、身體虛弱。

昆士蘭大學的弗雷德里克·默尼耶教授“想科學地確定它們對腦細胞的潛在影響”,于是其研究組使用猴頭菇提取物進行培養,發現了猴頭菇中存在可以促進神經生長并增強記憶力的活性化合物。這一發現有望治療和預防阿爾茨海默病等神經退行性認知障礙。

猴頭菇以其神經營養特征而聞名。

神經營養因子是一類分子,通過結合特定原肌球蛋白受體激酶(Trk)和p75神經營養蛋白受體的特異性來促進神經元存活、神經突生長和樹突分支。

哺乳動物神經營養因子家族有神經生長因子(NGF)、腦源性神經營養因子(BDNF)、神經營養因子3(NT3)和神經營養因子4/5(NT4/5)。

NGF和BDNF也與p75受體結合,當與Trk受體一起表達時,可以促進其高親和力配體相互作用、增強營養信號傳導,從而導致神經元存活、神經突生長和突觸發生。特別是BDNF,在成人中樞神經系統(CNS)中高度表達,并且對于位于參與記憶的大腦區域(如海馬體和皮層)的神經元的功能至關重要。

BDNF通路的功能障礙與幾種大腦疾病有關,包括阿爾茨海默病、精神分裂癥、亨廷頓病和雷特綜合征。因此,神經營養因子及其受體已被確定為一系列神經退行性和神經系統疾病的治療靶標。然而,基于外源性神經營養因子的治療由于各種原因而未能進行臨床試驗,包括半衰期短、血腦屏障(BBB)通透性差和脫靶效應。

通過生活方式和/或植物補充劑增加內源性BDNF水平、或增強TrkB活性的替代干預措施也是一個備受關注的領域。目前,科學家正在努力鑒定來自天然的相關化合物。而傳統中藥為潛在的植物療法提供了素材。

“促智真菌”猴頭菇已被鑒定出了許多生物活性成分,包括多糖、猴頭茹素、猴頭茹酮、生物堿、類固醇和許多其他成分,顯示出來強效神經營養作用。

有趣的是,猴頭茹素和猴頭茹酮可以有效地穿過血腦屏障,并在周圍神經損傷的動物模型中,無論體外或體內都表現出神經保護作用,包括在中風和阿爾茨海默病的情況下。

另一方面,來自猴頭菇提取物的化合物已被證明可以促進NGF的合成和分泌,并通過TrkA途徑起作用。然而,NGF/TrkA介導的神經保護作用主要集中在周圍神經系統中的神經元上。最近,其提取物被認為也會影響小鼠大腦中1321N1人腦星形細胞瘤細胞系中的BDNF通路,并促進人類循環前BDNF水平的增加。因此,猴頭菇提取物可能會影響TrkB依賴性中樞神經元功能。

為了驗證這一想法,默尼耶團隊純化并鑒定了幾種化合物,測試了它們影響大鼠海馬體神經元中TrkB信號傳導和神經元形態的能力。

實驗發現,猴頭菇提取物處理大鼠海馬體神經元,增加了神經突的生長和分支。超分辨率顯微鏡顯示,生長錐的形態也顯著擴大。這種嗜神經作用被TrkB抑制劑ANA-12部分阻斷。

隨后,團隊對提取物中的成分進行鑒定。其中,NDPIH和hericeneA顯示出最高的神經營養活性。另外,NDPIH誘導的神經突生長活動可以通過BDNF/TrkB信號通路部分介導;NDPIH不通過低親和力或高親和力TrkB受體復合物起作用??傊?,NDPIH和BDNF通過不同但趨同的途徑起作用。

進一步發現,膳食補充猴頭菇粗提取物可顯著增強大鼠的識別記憶。重要的是,補充濃度低20~50倍的純化hericeneA在增強識別記憶方面同樣有效;hericeneA通過未知的互補途徑起作用以增加ERK1/2信號傳導??傮w而言,hericeneA是一種有效的記憶增強劑,作為匯聚在ERK1/2信號通路上的一種新型信號通路起作用。

自70多年前第一種神經營養因子NGF被發現以來,無數研究證明了它們促進神經突再生、預防或逆轉神經元變性以及增強突觸可塑性的能力。神經營養因子引起了科學界的關注,以期治療許多神經系統疾病。不幸的是,實際治療應用受到限制。

而鑒定來自具有神經營養活性的天然生物活性化合物為開發可持續的治療干預措施提供了新的希望。Hericerin衍生物是一類有吸引力的化合物,因為它們能夠通過匯集ERK1/2下游信號通路促進泛神經營養效應,并且能夠促進神經營養因子的表達。日后,還需進一步找到能夠介導這種強效泛神經營養活性的Hericerin的直接靶標,并確定是否可以利用這種新途徑來改善記憶力并減緩與衰老和神經退行性疾病相關的認知能力下降。

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