研究前沿 | 猴头菇子实体对神经细胞的保护和抗炎作用

氧化应激与神经退行性疾病的发病机制密切相关，包括阿尔茨海默氏症和帕金森氏症。潜在的分子机制包括活性氧（ROS）和活性氮（RNS）的积累，从而导致脂质、蛋白质和细胞器损伤、线粒体膜坍塌和凋亡，最终导致神经元死亡。越来越多的证据表明，炎症反应和促炎细胞因子的释放也会导致与线粒体功能障碍相关的氧化应激和氧化还原稳态破坏。ROS和RNS（H₂O₂、O₂⁻、NO、ONOO−/ONOH）的过量产生很容易导致神经元细胞损伤，因为这些细胞具有低抗氧化性、高代谢能力和非复制性。

用于治疗神经退行性疾病的合成神经保护剂有诸如口干、疲倦、嗜睡、焦虑和平衡困难等副作用。因此，以天然产品为基础的营养保健品或具有强抗氧化和抗炎活性的功能食品对于开发既有效又耐受性良好的神经保护疗法具有特殊意义。大量的研究充分记录了蘑菇作为对抗神经退行性疾病的潜在候选者，包括灵芝、鸟巢菌、金针菇、平菇等。猴头菇（Hericium erinaceus (Bull.:Fr.) Pers.），俗称狮鬃菇或猴头菇，是一种公认的用于大脑和神经健康的食药两用蘑菇。猴头菇酮Hericenones （亚萜类化合物）和猴头素Erinacines （环亚烷二萜类化合物）是从猴头菇中分离出来的两类重要化合物，已被证明能诱导神经细胞体外合成神经生长因子（NGF）。先前的研究表明，猴头菇具有强大的抗氧化活性。几项研究证实猴头菇对β淀粉样蛋白、1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶（MPTP）和谷氨酸诱导的神经毒性的体外神经保护作用。同时，在小鼠血源巨噬细胞RAW 264.7中也大量报道了猴头菇的抗炎活性。

本研究以猴头菇子实体热水提取物（HE-HWA）和乙醇提取物（HE-ETH）分别对过氧化氢（H₂O₂）诱导的HT22小鼠海马神经元神经毒性和脂多糖（LPS）诱导的BV2小胶质细胞活化的神经保护和抗炎活性进行了研究。HE-ETH能显著（p < 0.0001）提高H2O2处理神经元的活力，显示出强大的神经保护作用。活性氧（ROS）含量显著降低（p < 0.05），过氧化氢酶（CAT）含量显著提高（p < 0.05），谷胱甘肽（GSH）含量显著提高（p < 0.01）。此外，HE-ETH显著提高线粒体膜电位（MMP） （p < 0.05）和ATP生成（p < 0.0001），降低线粒体毒性（p < 0.001）、Bcl -2相关X （Bax）基因表达（p < 0.05）和核凋亡（p < 0.0001）。核因子-红系2相关因子2 （Nrf2）、血红素加氧酶1 （HO-1）和NAD(P)H醌脱氢酶1 （NQO1）的基因表达未受影响（P < 0.05）。HE-ETH还显著（p < 0.0001）降低了LPS处理的BV2中一氧化氮（NO）水平，表明其在小胶质细胞中具有抗炎活性。

抗氧化、线粒体健康和抗凋亡在克服氧化应激诱导的毒性中始终相互关联，因此成为神经保护治疗的主要目标。同样，在本研究中发现，抗氧化活性的增加伴随着MMP的改善和线粒体毒性的降低。这反映在线粒体健康指标ATP含量的增加，以及随后的核凋亡和细胞存活率的降低。在正常情况下，Nrf2定位于细胞质中，并与其抑制剂Kelch样ECH相关蛋白1（Keap1）结合。一旦受到氧化应激的刺激，Nrf2就会转移到细胞核中，与抗氧化反应元件（ARE）结合，并调节抗氧化基因的表达，主要是HO-1和NQO1。HO-1是一种诱导型酶，催化血红素降解为一氧化碳（CO）、胆绿素和游离铁，这些物质通过各种机制发挥抗氧化功能，包括减少ROS的产生。同时，NQO1作为醌还原酶，将醌还原为对苯二酚，从而防止醌的单电子还原而产生自由基。Nrf2-ARE信号通路积极参与多种中枢神经系统疾病，包括缺血性卒中、外伤性脑损伤、帕金森病（PD）、阿尔茨海默病等。在这项研究中，我们发现HE-ETH对Nrf2、NQO1和HO-1的转录表达没有显著增强。然而，不能得出Nrf2-ARE通路不参与的结论，因为HE-ETH显著增强了作为Nrf2/ARE激活副产物的CAT和GSH。因此，需要进行进一步的研究，通过适当的方法全面阐明Nrf2/ARE通路的参与，例如Keap1的过表达或Nrf2-小干扰RNA（siRNA）的瞬时转染。由于HE-ETH及其成分被发现可以诱导NGF合成和MAPK和Akt通路的上调，这些通路在其他地方被证明具有神经保护作用，因此值得在本研究中探讨这些通路是否也对HE-ETH的活性负责。

与猴头菇子实体热水提取物HE-HWA相比，猴头菇乙醇提取物HE-ETH在体外对HT22海马神经元和BV2小胶质细胞具有更强的神经保护作用和更高的NO抑制抗炎活性。神经保护机制是通过改善抗氧化、线粒体功能和抗凋亡来实现的。HE-ETH可能被认为在神经胶质环境中具有潜在的神经保护剂作用。需要进一步的研究来阐明神经保护的机制途径，并研究其在体内的疗效。

原文发表于：Antioxidants 2019, 8(8), 261; https://doi.org/10.3390/antiox8080261