甘草酸减轻马钱子诱导的神经毒性机制研究报告

背景介绍

马钱子（Semen Strychni）来源于番木鳖（Strychnos Nux-vomica）的干燥成熟种子，被发现具有多种药理活性，包括抗肿瘤、抗炎、免疫抑制和神经兴奋等功能（Zheng et al., 2012; Agrawal et al., 2011a, b; Rao and Prasad, 2013）。然而，长期或过量使用马钱子会导致多器官损伤，特别是神经毒性，这限制了其临床应用（Chen et al., 2014; Philippe et al., 2004）。研究发现，马钱子中的主要活性成分——士的宁和番木鳖碱同时也是其主要毒性成分（Wu et al., 2007）。其中，士的宁过量可导致大脑皮层的过度抑制和呼吸肌无自主的收缩，最终导致心脏骤停或窒息（Philippe et al., 2004）。

研究目的

本研究的目的是探讨高迁移率族蛋白B1（HMGB1）在马钱子诱导的神经毒性中的作用，并评估甘草酸（GA）的潜在缓解效应。GA作为一种自然抗炎和抗病毒成分，被广泛用于临床，主要用于治疗急性和慢性肝炎等（Liu et al., 2012）。我们假设GA能够通过抑制HMGB1的磷酸化和释放，从而减轻马钱子的神经毒性。

论文来源和作者

该论文由Changwei Yu、Yalan Xiang等撰写，分别来自中南大学第二湘雅医院和湖南省妇幼保健院等机构，于2024年在Journal of Neuroimmune Pharmacology上发表。

研究流程

实验材料

马钱子（批号201,022,891）由湖南省长沙市三湘有限公司提供。实验动物为SPF级SD大鼠，由湖南省SJA实验动物有限公司提供。本研究得到了中南大学实验动物管理委员会的批准。

方法

药材提取

将番木鳖子粉碎后，用75%酸性乙醇溶液（pH 5，1:12，w/v）浸泡12小时，再三次加热回流，每次1小时。滤液用旋转蒸发器浓缩，最后用高效液相色谱-紫外检测仪（HPLC-UV-MS）检测提取物的组成。

动物实验设计

将48只大鼠随机分为以下四组（n = 12）： 1. 对照组：腹腔注射0.5%羧甲基纤维素钠（CMC-Na）溶液，随后灌胃给予0.5% CMC-Na溶液。 2. 马钱子中毒组（SS）：腹腔注射马钱子提取物（175 mg/kg），随后灌胃给予0.5% CMC-Na溶液。 3. 低剂量GA解毒组（SS + LGA）：腹腔注射马钱子提取物，随后灌胃给予75 mg/kg的GA。 4. 高剂量GA解毒组（SS + HGA）：腹腔注射马钱子提取物，随后灌胃给予150 mg/kg的GA。

给药四天后，进行样品收集和各种实验。

样品收集和处理

解剖时采集心脏血液并离心获取血清，完整分离的大脑组织用生理盐水清洗多次后浸泡于多聚甲醛中。

病理学检查

进行Nissl染色、TUNEL染色和FJB染色。通过显微镜观察并记录图像。

ELISA和蛋白质分析

ELISA检测血清中的ACHE、MAO、HMGB1、TNF-α、IL-1β水平。Western blotting用于检测脑组织中的HMGB1、p-HMGB1、NF-κB等蛋白。

研究结果

甘草酸缓解马钱子诱导的神经元损伤

• Nissl染色结果显示，SS组大鼠的海马CA1区神经元数量明显减少，细胞完整性丧失。GA处理后，神经元损伤得到缓解。
• FJB染色结果显示，SS组大鼠CA1和CA3区FJB阳性细胞数量显著增加。GA处理后，阳性细胞数量减少。
• TUNEL染色结果显示，SS组大鼠皮质TUNEL阳性细胞显著增加。GA处理能减少阳性细胞数量。

甘草酸缓解因番木鳖子引起的神经代谢酶紊乱

• SS组大鼠血清中的ACHE和MAO水平显著降低。GA高剂量能显著上调ACHE和MAO水平，表明GA能有效调节番木鳖子引起的神经递质代谢紊乱。

甘草酸抑制HMGB1释放和核质转移

• SS组血清中HMGB1水平显著增加。GA处理能使HMGB1水平恢复正常。
• 免疫荧光染色显示，SS组细胞核之外有大量HMGB1分布，而GA处理能减少HMGB1向细胞质的转移。

甘草酸调节HMGB1与脱磷酸酶和蛋白激酶之间的相互作用

• 免疫共沉淀结果显示，SS组HMGB1与PP2Ac结合减少，而与PKCα结合增加。GA处理能增强HMGB1与PP2Ac的结合，减少与PKCα的结合。

甘草酸抑制番木鳖子诱导的炎症因子释放和炎症通路激活

• SS组大鼠血清中TNF-α和IL-1β水平显著升高。GA处理能显著降低炎症因子水平。
• MAPK通路中JNK和p38蛋白的磷酸化水平在SS组显著升高，而GA处理能下调磷酸化水平。

研究结论和意义

本研究表明马钱子诱导的神经毒性与HMGB1的磷酸化和释放有关。GA通过抑制HMGB1磷酸化和减少其细胞质转移，从而减轻马钱子引起的神经毒性和炎症反应。这项发现为GA在临床上用于缓解番木鳖子毒性提供了新的理论依据，具有重要的科学价值和应用前景。

研究亮点

• 本研究首次系统阐述了HMGB1在马钱子诱导神经毒性中的关键作用。
• 提出并验证了GA通过调节HMGB1磷酸化和炎症通路，减轻神经毒性的机制。
• 提供了新型天然药物GA在临床解毒应用中的可能性。

通过本研究，我们加深了对马钱子毒性的认识，并找到了可能有效的解毒手段，为提高其临床安全性提供了科学依据。