丁香酸通过调节PSD-95和GSK-3β蛋白，并在类似阿尔茨海默病的大鼠模型中防止神经元退化，从而缓解东莨菪碱引起的认知障碍

《Experimental Parasitology》：Syringic acid mitigates scopolamine-induced cognitive impairment by regulating PSD-95 and GSK-3β and by preventing neurodegeneration in an Alzheimer-like rat model

　　阿尔茨海默病模型中，白藜芦醇通过调控PSD-95和GSK-3β通路减轻Scopolamine诱导的认知损伤，抑制神经炎症和细胞凋亡，并改善Y maze行为学表现。

　　阿尔茨海默病（AD）是一种以进行性认知功能障碍为特征的慢性神经退行性疾病，主要影响大脑的海马体，这是记忆形成的关键区域。随着全球人口老龄化的加剧，AD已成为导致痴呆的主要原因之一，并被认为是21世纪最具挑战性的疾病之一。AD的发病机制复杂，涉及多种病理变化，包括细胞外淀粉样蛋白β（Aβ）的沉积、神经元和突触的丧失，以及Tau蛋白的异常磷酸化，进而导致细胞内神经纤维缠结（NFTs）的形成。研究表明，神经炎症、氧化应激、线粒体功能障碍以及胆碱能神经递质系统的紊乱在AD的发展过程中起着重要作用。尤其是在疾病早期，神经炎症的出现可能先于Aβ和NFTs的形成，此时促炎性细胞因子如TNF-α的表达水平会升高。神经炎症不仅直接导致神经元损伤，还可能促进Aβ和NFTs的生成，从而加剧AD的病理进程。

在探索AD治疗策略的过程中，研究者们发现传统的药物疗法虽然种类繁多，但仍然难以有效阻止疾病的进展，这表明AD的病因具有高度复杂性。因此，越来越多的研究关注于天然植物来源的药物，这些药物具有潜在的辅助和替代治疗价值。例如，愈创木酸（Syringic Acid，SA）是一种广泛存在于多种植物中的酚类化合物，包括橄榄、椰枣、核桃、香料、南瓜和葡萄等。已有研究表明，SA具有抗氧化、抗炎、抗糖尿病、抗肿瘤以及神经保护等多种有益作用。特别是，在AD模型中，SA被证明可以减少神经炎症，抑制促炎性细胞因子的产生，从而减轻神经元损伤。此外，SA还能够通过抑制CA1锥体细胞的凋亡和退化，防止海马组织的损伤，从而对神经行为障碍起到保护作用。

本研究的目的是评估SA在由东莨菪碱（Scopolamine，SCO）诱导的AD类似病理变化中的作用，并探讨PSD-95和GSK-3β通路在AD相关神经退行性疾病中的参与情况。研究采用了一种基于行为学测试的动物模型，通过Y型迷宫任务评估空间工作记忆和认知功能的变化。实验结果表明，SCO会降低PSD-95的表达水平，而增加GSK-3β、TNF-α和caspase-3的表达。这些变化与神经炎症和细胞凋亡密切相关，进一步导致了神经元的损伤和认知功能的下降。然而，SA的干预则显著提高了PSD-95的表达，同时降低了GSK-3β、TNF-α和caspase-3的表达水平。这表明SA可能通过调节PSD-95和GSK-3β通路，减轻由SCO引起的神经炎症和细胞凋亡，从而改善AD模型中的认知功能障碍。

PSD-95是突触后密度蛋白中最为丰富的成分之一，它在神经元的突触可塑性、谷氨酸能信号传递以及树突棘形态发生过程中起着至关重要的作用。PSD-95的结构和功能使其成为神经信号传递的核心枢纽，与神经元的正常活动密切相关。在AD模型中，Aβ寡聚体与PSD-95所在的突触后区域结合，导致PSD-95水平下降，从而影响突触功能和神经元的稳定性。这一过程可能进一步加剧神经元的损伤和认知功能的退化。因此，维持PSD-95的正常表达水平对于保护神经元和改善认知功能具有重要意义。

另一方面，GSK-3β是一种参与调控Aβ生成和Tau蛋白磷酸化的关键酶。在AD的病理过程中，GSK-3β的过度表达会导致Tau蛋白的异常磷酸化，进而引发神经元的退化和凋亡。这种异常的磷酸化过程不仅影响神经元的结构和功能，还可能导致神经炎症的加剧。因此，抑制GSK-3β的表达被认为是AD治疗的一个潜在策略。SA的干预能够有效降低GSK-3β的表达水平，从而减少Tau蛋白的异常磷酸化，改善神经元的稳定性，并减轻由SCO引起的神经炎症和细胞凋亡。

本研究中，实验动物采用的是40只成年Wistar Albino雄性大鼠，体重在200至250克之间。实验过程中，大鼠被维持在标准的光照周期（12小时光照/12小时黑暗）和室温（21±2℃）环境下，并提供标准化饲料和自由饮水。所有实验操作均获得Van Yüzüncü Y?l大学动物实验伦理委员会的批准（批准号：2021/08–14）。实验分为四组，每组10只大鼠，分别接受不同的处理方式。其中，对照组仅接受常规饲养，而AD组则通过单次腹腔注射SCO诱导AD样病理变化。SA治疗组则在诱导AD样变化的同时接受SA的干预。实验结束后，对海马体进行组织学分析，使用苏木精-伊红染色（Hematoxylin-Eosin）观察海马体的结构变化，并通过立体学方法计算海马体神经元的总数和体积。同时，使用免疫组织化学方法检测PSD-95、GSK-3β、TNF-α和caspase-3的表达水平。

在行为学测试方面，Y型迷宫任务被用于评估大鼠的空间工作记忆和认知功能。结果表明，在对照组中，大鼠表现出正常的自发交替行为（>65%）和正常的总臂进入次数。而在AD组中，自发交替行为显著减少，表明空间工作记忆受损，同时总臂进入次数保持不变或略有变化。这说明SCO对大鼠的认知功能产生了明显的负面影响。然而，在SA治疗组中，自发交替行为有所改善，表明SA在一定程度上缓解了由SCO引起的认知功能障碍。这进一步支持了SA在AD模型中的潜在神经保护作用。

研究结果还显示，在AD组中，海马体神经元的总数显著减少，而海马体体积则有所下降，但这种变化在统计学上并未达到显著水平。这表明虽然AD对神经元数量和海马体体积有影响，但这些影响可能在一定程度上受到个体差异或其他因素的调节。相比之下，SA治疗组的海马体神经元数量明显高于AD组，这说明SA可能通过抑制神经元的凋亡和退化，维持海马体神经元的稳定性。此外，SA治疗组的海马体体积与AD组相比没有显著差异，这可能意味着SA对海马体的体积变化影响较小，但对神经元的保护作用较为明显。

在免疫组织化学分析中，PSD-95的表达水平在AD组中显著降低，而在SA治疗组中则有所恢复。这一结果表明，SA可能通过调节PSD-95的表达，改善突触功能和神经元的稳定性，从而对AD样病理变化起到缓解作用。同时，GSK-3β的表达水平在AD组中显著升高，而在SA治疗组中则有所降低，这说明SA可能通过抑制GSK-3β的活性，减少Tau蛋白的异常磷酸化，从而改善神经元的结构和功能。此外，TNF-α和caspase-3的表达水平在AD组中显著升高，而在SA治疗组中则有所降低，这表明SA可能通过抑制促炎性细胞因子的产生和细胞凋亡的进程，减轻神经炎症和神经元损伤。

本研究的结果进一步表明，SA在改善由SCO引起的认知功能障碍方面具有显著效果。这可能与其调节PSD-95和GSK-3β通路、减少神经炎症和细胞凋亡的能力有关。因此，SA可能成为一种潜在的治疗AD样病理变化的药物。然而，尽管SA显示出良好的神经保护作用，但其具体的分子机制仍有待进一步研究。此外，SA的剂量和作用时间也可能影响其治疗效果，因此需要进一步探讨不同剂量和疗程对AD模型的影响。

在讨论部分，研究者们指出，本研究的发现为SA在AD治疗中的应用提供了新的视角。尽管目前已有大量研究探讨了SA的神经保护作用，但其对AD样病理变化的具体作用机制仍需深入分析。此外，SA在不同动物模型中的效果可能存在差异，因此需要进一步验证其在人类中的应用潜力。研究者们还提到，未来的研究可以结合分子生物学和影像学技术，进一步探讨SA对AD相关病理变化的影响。同时，可以研究SA与其他药物的协同作用，以探索更有效的治疗策略。

在结论部分，研究者们总结道，SCO通过降低PSD-95的表达水平和增加GSK-3β、TNF-α和caspase-3的表达水平，导致神经炎症和细胞凋亡的加剧，从而引发神经元的损伤和认知功能的下降。然而，SA的干预能够显著提高PSD-95的表达水平，同时降低GSK-3β、TNF-α和caspase-3的表达水平，从而减轻神经炎症和细胞凋亡，改善神经元的稳定性，并缓解由SCO引起的认知功能障碍。因此，SA可能成为一种具有潜力的治疗AD样病理变化的药物。研究者们还指出，由于实验样本量有限，需要进一步扩大样本规模，以验证SA在AD治疗中的效果。此外，还需要结合更多的实验手段，如电生理学和代谢组学，进一步探讨SA对AD相关病理变化的综合影响。

综上所述，本研究通过实验分析和行为学测试，揭示了SA在改善由SCO引起的AD样病理变化中的潜在作用。研究结果表明，SA可能通过调节PSD-95和GSK-3β通路，减少神经炎症和细胞凋亡，从而对神经元的保护和认知功能的改善具有积极作用。这些发现不仅为SA在AD治疗中的应用提供了理论依据，也为未来的研究提供了新的方向。随着对SA作用机制的深入理解，其在AD治疗中的应用前景将更加广阔。同时，结合其他天然药物和现代治疗技术，可能会开发出更加有效的治疗策略，以应对AD这一复杂的神经退行性疾病。