基于斑马鱼模型研究抗氧化活性十肽YSQLENEFDR的抗帕金森症活性

目的基于斑马鱼帕金森症(Parkinson’s disease,PD)模型,研究一种抗氧化活性十肽YSQLENEFDR (Tyr-Ser-Gln-Leu-Glu-Asn-Glu-Phe-Asp-Arg)的抗帕金森症活性。方法实验分为空白对照组,50μmol·L-11-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-terahydropyridine,MPTP)诱导组以及50μmol·L-1MPTP和不同浓度(2、10、50 mg·L-1)的十肽共处理组。受精后4d(day post fertilization,dpf),用荧光显微镜观察并记录各实验组转基因斑马鱼多巴胺神经元和脑部血管的发育情况;5dpf时,用Zebrabox斑马鱼行为分析仪分析野生型斑马鱼行为并通过qRT-PCR检测帕金森相关基因的表达变化。结果与空白对照组相比,MPTP处理组斑马鱼出现多巴胺神经元缺失、脑部血管损伤、帕金森状行为和帕金森相关基因表达异常。与MPTP处理组比较,共处理组斑马鱼表现出多巴胺神经元缺失减少、脑部血管损伤降低、帕金森状行为缓解的表征,相关基因表达趋于正常。结论抗氧化活性十肽YSQLENEFDR具有抗帕金森症活性。

基于转录组学和斑马鱼模型研究BP1的神经内分泌毒性

以斑马鱼为模型,研究2,4-二羟基二苯甲酮(2,4-dihydroxybenzophenone,BP1)环境暴露对生物神经内分泌的影响。利用转录组测序技术比较空白对照组(Ctl组)与BP1处理组(2.4μg·mL^(-1)BP1)间基因表达差异,并进行GO和KEGG分析。利用野生型AB斑马鱼进行行为学检测,基于转基因斑马鱼ioz4Tg/+(AB)观察甲状腺发育情况,并通过实时荧光定量PCR检测神经内分泌相关基因表达以验证BP1的神经内分泌毒性。空白对照组与BP1处理组显著差异表达基因数为390个,GO富集分析共获得包括对刺激的反应、行为、信号和神经突触等与神经内分泌相关在内的46个条目。KEGG分析筛选出22条通路,包括信号转导、内分泌系统、信号分子与相互作用等。与空白对照组相比,BP1组运动能力限制下降,甲状腺受损。实时荧光定量PCR结果显示,与空白对照组相比,gfap、dio1、trα、trβ和tshr表达降低,gap43、dio2和tg表达升高。BP1引起斑马鱼神经内分泌毒性。

杜仲神经保护活性成分及其作用机制研究进展

杜仲是杜仲科杜仲属植物,在医药、食品领域均有广泛应用。杜仲含有松脂醇二葡萄糖苷、桃叶珊瑚苷、京尼平苷等多种生物活性成分。近些年的研究表明,杜仲具有神经保护活性,多项关于杜仲在帕金森病、阿尔茨海默病和抑郁症等神经系统疾病中的保护作用研究取得了突破性进展。本文首先介绍了杜仲的基本性质,随后综述了杜仲的神经保护活性成分,最后对其神经保护作用机制进行总结,以期为杜仲天然活性成分的进一步开发和应用提供理论依据。

基于斑马鱼模型研究木蝴蝶苷A的抗阿尔茨海默病活性和作用机制

基于六水合氯化铝诱导的斑马鱼阿尔茨海默病模型,探究木蝴蝶苷A的抗阿尔茨海默病活性及作用机制。将受精后3 d的野生型AB品系斑马鱼随机分为阴性对照组,80μmol/L六水合氯化铝模型对照组,80μmol/L六水合氯化铝与6μmol/L多奈哌齐阳性对照组,80μmol/L六水合氯化铝与不同浓度(5、10、20μmol/L)木蝴蝶苷A受试物组。斑马鱼受精后6 d,利用明暗交替行为学实验观察不同处理组斑马鱼行为差异并分析其变化;通过硫黄素S染色测定各组斑马鱼头部Aβ斑块沉积数;采用酶活测定试剂盒检测各组斑马鱼乙酰胆碱酯酶活性;以实时荧光定量PCR检测自噬相关基因(beclin1、ulk1b、ulk2和atg7)的表达变化;借助分子对接技术验证木蝴蝶苷A与自噬相关蛋白(beclin1、ulk1b、ulk2和atg7)结合的可靠性。结果表明,木蝴蝶苷A缓解了六水合氯化铝造成的斑马鱼运动障碍,降低了Aβ斑块沉积数和乙酰胆碱酯酶活性水平,使自噬相关基因的异常表达趋于正常。该研究初步揭示了木蝴蝶苷A能够缓解六水合氯化铝诱导的斑马鱼运动障碍,其机制可能与激活细胞自噬有关,这为木蝴蝶苷A的临床应用及其治疗阿尔茨海默病的相关研究提供了理论依据。

基于斑马鱼模型研究栀子和栀子苷醛抗血栓作用

尽管现代医学的高速发展,血栓性血管疾病,包括急性心肌梗死和缺血性脑卒中仍然是全球死亡或残疾的主要原因[1]。虽然许多突发和致命的血栓性疾病可以通过血管导管插入治疗,但在其急性期和长期预防复发性血栓栓塞,使用药物治疗如溶栓剂或抗凝剂也是必须的[2]。目前,我国迫切需要利用和开发新的动物模型及快速分析方法以进行血栓研究和抗血栓药物筛选。斑马鱼作为一种研究人类疾病理想的新型模式动物,具有养殖成本低,发育周期短,幼鱼透明易观察,产卵量大等独特优势[3],斑马鱼与人类一样具有遗传保守性,存在70%人类同源基因[4],以及拥有凝血因子、血小板受体,并对临床应用的抗凝血和抗血栓药物具有很好的反应,适合于血栓形成机制和治疗药物的评价。

肺热普清散对低氧诱导斑马鱼运动损伤的保护作用及对Hif1α的影响

探讨藏药复方肺热普清散对低氧环境下斑马鱼模型的保护作用及其对低氧诱导因子1α(Hif1α)的影响。建立斑马鱼低氧运动损伤模型,分别检测低氧条件下斑马鱼行为学和整体乳酸水平,以受精后72 h AB型斑马鱼幼鱼为实验对象,空白对照组采用正常溶氧100%(8.4 mg/L),低氧组采用纯氮气置换获得溶氧50%(4.2 mg/L)培养水,50%低氧水加不同浓度肺热普清散处理胚胎24 h。采用斑马鱼行为学分析仪记录30 min游泳轨迹,使用Zeblab软件导出30 min内运动距离和运动时间;分别对实验后各组斑马鱼进行整体匀浆并测定组织乳酸含量和乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)活力;利用蛋白印迹(western blot,WB)分析各组斑马鱼Hif1α的表达水平变化;使用免疫组织化学方法对各组鱼尾鳍部Hif1α表达进行比较。结果表明,与低氧对照组比较,肺热普清散10~30 mg/L剂量组可显著增加低氧诱导引起的运动距离和运动时间(p<0.05),并且相对于低氧引起的乳酸升高(p<0.001),10~30 mg/L组的乳酸含量明显降低(p<0.05);同时LDH与低氧组活力比较,肺热普清散30 mg/L组可显著降低LDH活力(p<0.05);WB实验结果显示,与低氧组比较,肺热普清散可抑制Hif1α表达(p<0.05);同时免疫组化结果显示10 mg/L肺热普清散可减少Hif1α表达。由此肺热普清散对急性斑马鱼低氧损伤模型引起的运动损伤有保护作用,其耐低氧机制与Hif1α表达有关。

黑蒜促进血管生成作用

目的:通过转基因斑马鱼体内模型和人脐静脉内皮细胞体外模型,研究黑蒜对血管生成的促进作用。方法:采用绿色荧光蛋白标记血管的转基因flk-1:GFP系斑马鱼作为体内评价模型,在胚胎发育过程中,同时加入血管生成抑制剂(PTK787)与黑蒜提取液(0.2~3.2μL/m L),观察斑马鱼胚胎节间血管和肠下静脉的生成情况;利用人脐静脉内皮细胞作为体外模型,借助细胞增殖检测实验,通过检测细胞活性,研究黑蒜提取液对人脐静脉内皮细胞增殖的影响。结果:黑蒜提取液可显著(p<0.05)改善由PTK787引起的胚胎节间血管和肠下静脉紊乱,增加斑马鱼胚胎节间血管和肠下静脉数量,并呈现出剂量依赖性,当黑蒜提取液浓度提高至3.2μL/m L时,由PTK787抑制的胚胎节间血管和肠下静脉数目恢复至正常水平。另一方面,黑蒜提取液可剂量依赖性地提高人脐静脉内皮细胞的活性,促进人脐静脉内皮细胞的生长。结论:黑蒜在体内和体外模型上均体现出显著的促进血管生长的作用。

双酚芴对斑马鱼神经行为的影响及毒性作用机制

基于斑马鱼模型探究双酚芴(9,9-bis(4-hydroxyphenyl)fluorine,BHPF)诱导的神经毒性及作用机制。通过黑白箱测试、新型水槽测试和T迷宫测试开展BHPF对斑马鱼神经行为学影响的检测,通过实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)研究BHPF神经毒性的作用机制。黑白箱测试结果显示,BHPF造成斑马鱼运动能力异常;新型水槽测试结果显示,BHPF导致斑马鱼探索行为异常;T迷宫测试结果显示,BHPF对斑马鱼学习记忆能力产生影响。qRT-PCR结果显示,BHPF可以造成斑马鱼神经发育、自噬和凋亡相关基因的异常表达。本研究揭示了BHPF可以造成斑马鱼运动能力和探索行为异常,影响学习记忆功能。BHPF通过影响神经发育、自噬和凋亡等途径诱导神经毒性。

基于网络药理学和斑马鱼模型的金盏菊缓解阿尔茨海默病症状及作用机制

目的本实验基于网络药理学和体内实验验证,拟探讨金盏菊改善阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)的效果和作用机制。方法利用TCMSP、UniProt、DISGENET等数据库收集并筛选金盏菊活性成分及靶点、AD靶点等信息,构建金盏菊活性成分-靶点-AD网络和蛋白相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络,采用Metascape数据库对潜在作用靶点进行基因本体论(gene ontology,GO)富集分析。基于斑马鱼AD模型,通过行为学实验探究金盏菊缓解AD样症状效果,利用脑部凋亡检测、qRT-PCR验证其作用机制。结果网络药理学结果显示,CASP3(caspase-3)、VEGFA、TNF是金盏菊抗AD的关键靶点。体内实验证实了金盏菊抗AD活性,并揭示其作用机制与抗凋亡相关。结论本研究揭示了金盏菊抗AD的多成分、多靶点作用特点,对其改善效果和作用途径进行了验证,为AD防治和金盏菊活性开发提供新思路。

基于网络药理学和斑马鱼模型的杜仲抗帕金森病作用

目的基于网络药理学和斑马鱼帕金森病(Parkinson′s disease,PD)模型,挖掘并验证杜仲抗PD活性和作用机制。方法基于TCMSP和DISGENET数据库筛选杜仲成分、靶点以及PD相关靶点,绘制活性成分-靶点-PD网络图。构建蛋白质互作网络图,并开展GO功能富集分析和KEGG通路富集分析。基于斑马鱼PD模型,利用行为学和实时荧光定量PCR对杜仲缓解PD样症状的效果和作用机制进行验证。结果网络药理学筛选出杜仲抗PD活性成分和潜在作用靶点;蛋白质互作分析显示各靶点间具有相互作用关系;GO和KEGG富集分析显示,杜仲可以调节多巴胺神经递质受体活性,参与多巴胺能突触信号通路等;体内实验验证了杜仲的抗PD活性且与多巴胺能神经系统的调节相关。结论本研究揭示了杜仲抗PD活性及其活性成分和潜在作用靶点,体内实验验证了杜仲缓解斑马鱼PD样症状,并揭示了杜仲调节多巴胺能神经系统发挥抗PD活性。

基于机器学习与分子动力学模拟挖掘天南星治疗重度抑郁症的潜在抗炎靶点和关键活性成分

目的利用生物信息学的方法结合多种机器学习模型,寻找天南星治疗重度抑郁的潜在抗炎靶点,并从免疫炎症角度探讨其发病机制。采用分子对接、药物相似性评估和分子动力学模拟,筛选天南星治疗重度抑郁的关键活性成分,以期对相关治疗药物与治疗策略的开发提供参考。方法利用CIBERSORT与基因集变异分析(gene set variation analysis,GSVA)验证免疫炎症假说,并寻找免疫标志物。基于TCMSP、GEO和Swiss Target Prediction数据库,获得天南星潜在作用靶点与重度抑郁相关靶点,并利用费舍尔精确检验探究相关靶点的关联性。采用加权基因共表达网络(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)分析获得与免疫炎症相关的基因共表达模块。通过将炎症相关基因、天南星潜在作用靶点、重度抑郁相关靶点、与免疫炎症相关的绿松石模块(Turquoise)取交集获得天南星治疗重度抑郁症的候选抗炎靶点。采用基因本体(gene ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)富集分析探究候选抗炎靶点涉及的生物学过程和相关通路。构建8个机器学习模型,以筛选潜在抗炎靶点。利用受试者工作特征(receiver operator characteristic,ROC)曲线与相关分析筛选出潜在抗炎靶点并进行外部验证。使用分子对接与药物相似性评估筛选天南星的关键活性成分,并采用分子动力学模拟验证分子对接与药物相似性评估的结果。结果正常组与重度抑郁患者的炎症得分存在显著性差异(P<0.05),CD8 T细胞为重度抑郁患者的免疫标志物。天南星潜在作用靶点和重度抑郁相关靶点具有关联性,与免疫炎症最相关的基因共表达模块为绿松石模块。候选抗炎靶点具有8个,涉及的生物学过程为炎症反应调节,相关通路为Fc-RI信号通路与T细胞受体信号通路。随机森林为最优模型,且纳入的靶点都具有较高的辨别力。ROC曲线与相关分析指出,花生四烯酸5-脂氧合酶(arachidonate 5-lipoxygenase,ALOX5)为治疗重度抑郁的潜在抗炎靶点,且外部验证具有组间差异(P<0.05)。分子对接结果显示,有6种天南星主要活性成分对接成功。药物相似性评估显示,8,11,14-二十二碳三烯酸甲酯、24-表柏甾醇具有较好的成药性。分子动力学模拟验证了分子对接与药物相似性评估的结果。结论ALOX5和8,11,14-二十二碳三烯酸甲酯为天南星治疗重度抑郁的潜在抗炎靶点及关键活性成分。