Petiveria alliacea L. 的甲醇提取物能够抑制 Amyloid-β 的聚集,并提高 SH-SY5Y 细胞的存活率:体外和计算机模拟证据

时间:2026年2月15日
来源:Journal of Ethnopharmacology

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阿尔茨海默病模型中Petiveria alliacea甲醇和己烷提取物通过抑制β-淀粉样蛋白(Aβ)聚合并诱导其解聚,显著保护SH-SY5Y神经细胞活性,GC-MS鉴定出73种活性成分,其中14种经生物信息学分析可能靶向神经炎症通路。

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Lizeth M. Zavala-Ocampo|Graciela Mendoza-Franco|Diana I. Aparicio-Bautista|Perla Y. López-Camacho|Francisco García-Sierra|Gustavo Basurto-Islas
瓜纳华托大学科学工程系,墨西哥瓜纳华托州莱昂市

摘要

民族药理学意义

Petiveria alliacea L. 属于Petiveriaceae植物科,分布于美洲和部分亚洲国家,被用作增强记忆的药用植物。药理学研究表明,它能够减少氧化损伤并调节大脑中的胆碱能功能,具有显著的记忆增强作用。

研究目的

本研究通过抑制SH-SY5Y细胞中β-淀粉样蛋白(Aβ)寡聚体的聚合和解聚来评估P. alliacea的效果。

材料与方法

SH-SY5Y细胞与Aβ肽寡聚体共培养,并在不同时间点用P. alliacea的甲醇提取物(PMF)或己烷提取物(PHF)处理。细胞活力和毒性通过MTT试验进行评估。使用硫黄素T(ThT)试验和免疫荧光技术检测Aβ聚合的抑制情况。P. alliacea的化学成分通过GC-MS进行分析。生物信息学数据分析利用STITCH数据库进行,蛋白质相互作用(PPIs)通过STRING软件识别。

结果

PMF抑制了Aβ寡聚体的聚合并促进了其解聚,可能在SH-SY5Y细胞中发挥神经保护作用。PHF中鉴定出73种化合物,PMF中鉴定出70种;其中14种化合物基于生物信息学分析与Aβ活性相关。生物信息学分析表明,P. alliacea中的某些代谢物可能与参与神经炎症途径的蛋白质相互作用。

结论

P. alliacea表现出显著的抗淀粉样蛋白生成能力,并能在Aβ诱导的细胞毒性模型中保护SH-SY5Y细胞的存活。我们的发现表明P. alliacea是开发治疗阿尔茨海默病等神经退行性疾病新疗法的潜在候选物。

引言

阿尔茨海默病(AD)是最常见的痴呆类型,由于人口老龄化和预期寿命延长,已成为全球重要的公共卫生问题。该病表现为记忆力减退、判断力及推理能力下降、语言技能受损,以及执行功能和认知功能的衰退,其后果包括行为和功能能力的丧失,给家庭和医疗系统带来巨大负担(Stanciu等人,2020年)。
AD的主要病理特征包括胆碱能神经元退化、由β-淀粉样蛋白(Aβ)肽组成的淀粉样斑块沉积、由tau蛋白形成的神经纤维缠结、神经炎症、胰岛素抵抗、氧化应激和血管异常(Kepp等人,2023年;Mondragón-Rodríguez等人,2010年;Wang等人,2023年)。淀粉样斑块和神经纤维缠结对于理解AD至关重要,因为它们在疾病进展过程中相互作用。
Aβ单体的产生受到过度氧化应激的促进;这些单体聚集形成寡聚体和纤维,随后沉积为斑块。这一过程还会导致线粒体和神经细胞损伤、突触丧失以及激酶的激活,进而引起tau蛋白的过度磷酸化,进一步降低一氧化氮的生物利用度并损害内皮功能(Kepp等人,2023年;Kubo等人,2022年)。
由于AD的病因尚未完全明了,目前尚无有效的治疗方法来预防、逆转或阻止其进展。现有的药物治疗主要依赖于乙酰胆碱酯酶(AChE)抑制剂。开发新疗法的潜在目标包括调节Aβ的产生、调控参与Aβ寡聚化、神经毒性和炎症的细胞信号通路,以及抑制tau蛋白的过度磷酸化(Basurto-Islas等人,2025年;Kepp等人,2023年;Sereia等人,2019年)。
一些现有的抗AD药物或其骨架来自植物。植物次生代谢物及其对生物系统的影响仍大部分未知。它们的化学多样性、多靶点机制、相比合成药物更少的副作用潜力以及众多活性化合物的协同作用使其具有巨大潜力。随着研究的深入,预计将发现新的具有药理活性的化合物。
Petiveria alliacea L. 是一种原产于美洲亚热带和热带地区的多年生灌木,被称为hierba del zorillo、mapurite或anamu,在传统医学中广泛应用。其根的煎剂和叶的浸液具有解痉、抗癌、堕胎、退热、利尿、抗风湿、促进愈合、抗寄生虫和抗流感的作用。在某些社区中,P. alliacea还用于止痛和抗炎。为此,将叶子浸泡在酒精中,然后将所得制剂涂抹在患处(Blainski等人,2010年;de Lima等人,1991年;Gomes等人,2008年、2005年;Pérez-Leal等人,2006年)。一份来自巴西亚马逊社区的民族植物学报告记录了使用该植物叶子或根的浸液治疗记忆丧失的情况,证明其具有提高认知能力的功效(Mors等人,2000年)。传统上,P. alliacea的叶子和根被用作认知增强剂,这得到了其水提取物或水醇提取物对小鼠模型学习和记忆有积极效果的支持(de Andrade等人,2012年;Luz等人,2016年;Silva等人,2015年;Williams等人,2007年)。目前已知的化学成分包括萜类化合物、黄酮类、硫化合物和生物碱;然而,其确切的活性成分及其作用机制仍不清楚(Adejumo等人,2011年;De Sousa等人,1990年;Gomes等人,2008年、2005年;Williams等人,2007年;Zavala-Ocampo等人,2017年)。
我们之前的研究使用了东莨菪碱诱导的认知障碍小鼠模型来证明P. alliacea的神经保护作用,包括减少氧化损伤和调节大脑胆碱能功能,从而显著改善记忆(Zavala-Ocampo等人,2024年、2022年)。尽管这些研究很有意义,但必须认识到AD的发病与Aβ聚集和斑块形成有关。本研究首次证明P. alliacea能抑制Aβ聚集并减少Aβ在人类SH-SY5Y细胞中的细胞毒性,生物信息学分析进一步表明其代谢物可能调节与神经炎症相关的通路。

化学物质和试剂

溶剂(甲醇、乙酸乙酯、己烷和乙腈)购自Tecsiquim(墨西哥CDMX)。98%的硫黄素T(ThT)、1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇、DMEM/F12培养基以及(3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基四唑溴化物(MTT)和抗β-淀粉样蛋白的小鼠单克隆抗体购自Sigma-Aldrich(美国密苏里州圣路易斯)。人β-淀粉样蛋白(1-42)购自AnaSpec(美国加利福尼亚州)。荧光素异硫氰酸酯(FITC)标记的山羊抗鼠抗体也来自Sigma-Aldrich。

P. alliacea提取物在体外抑制Aβ聚集

为了评估P. alliacea对Aβ聚集的影响,测量了ThT的荧光信号。实验包括对照组(仅ThT)、含ThT的提取物(ThT+PMF或PHF,浓度为1000 μg/mL),以及含ThT和溶剂DMSO的混合物(ThT+DMSO)。当暴露于不同浓度的PMF(图1A)和PHF(图1B)时,观察到Aβ聚集体在各个时间点显著减少。

讨论

在先前的研究中,我们证明P. alliacea能抑制乙酰胆碱酯酶,具有抗氧化作用,并能增强短期和长期记忆(Zavala-Ocampo等人,2022年、2024年);然而,AD的发病与细胞外Aβ斑块的沉积有关,这是重要的药理学靶点。因此,本研究探讨了PMF和PHF对Aβ肽聚集及其相关靶蛋白的影响。
PMF抑制Aβ肽的能力

结论

本研究首次证明P. alliacea的甲醇提取物在体外能抑制Aβ寡聚体的形成并破坏已形成的聚集体。这些效应伴随着SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞在Aβ诱导的毒性下的保护作用。GC-MS分析揭示了多种代谢物,生物信息学分析表明其中一些化合物可能与参与淀粉样蛋白处理和神经炎症途径的蛋白质相互作用。

作者贡献声明

Graciela Mendoza-Franco:方法学研究。Lizeth M. Zavala-Ocampo:初稿撰写、方法学研究、数据分析、概念化。Gustavo Basurto-Islas:修订与编辑、初稿撰写、监督、资源协调、项目管理、方法学研究、资金申请、数据分析、数据管理、概念化。Francisco García-Sierra:方法学研究、概念化。Perla Y. López-Camacho:初稿撰写——

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
我们感谢Roberto E. Llanos-Romero(理学硕士)提供的技术支持,以及Francisco A. Basurto-Peña(理学硕士)在P. alliacea的分类鉴定和标本馆管理方面的帮助。同时,感谢CINVESTAV-IPN细胞生物学系的共聚焦显微镜部门提供的共聚焦显微镜设施(CONAHCyT-México资助项目:300062)。Lizeth M. Zavala-Ocampo感谢SECIHTI奖学金(编号2012507)。最后,我们获得了(此处未提及的具体资助来源)的财务支持。

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