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　　帕金森（Parkinson disease，PD）是一种常见的中老年神经系统退行性疾病，主要病理特征为中脑黑质多巴胺能神经元死亡，引起纹状体多巴胺水平降低。其病因及发病机制尚不完全清楚。目前临床上对PD均采用对症治疗，尚无有效手段可以减缓或者逆转病程。因此建立PD的早期有效预防手段具有重要意义。

　　铁死亡是一种铁依赖性的程序性细胞死亡，研究表明其与PD发生发展密切相关。脂质过氧化是铁死亡重要特征，而谷胱甘肽过氧化物酶4（Glutathione Peroxidase 4，GPX-4）是抑制脂质过氧化和铁死亡的关键调控蛋白。谷胱甘肽（Glutathione，GSH）作为GPX-4的底物参与细胞内的抗氧化系统，是抑制铁死亡发生的关键因素；细胞内GSH水平由胱氨酸/谷氨酸逆向转运体（System xC-）控制，System xC-的主要功能亚基SLC7A11障碍可引起GSH和GPX-4水平下降，因此SLC7A11/GPX-4信号轴在调节铁死亡中扮演重要角色。

　　黄芪是2018年我国卫生健康委员会所公示的110种药食同源的食材之一。黄芪富含多种功能成分如多糖，皂苷，氨基酸、微量元素等。其中黄酮被认为是黄芪的重要有效成分。黄芪中黄酮约50余种，主要包括毛蕊异黄酮、芒柄花黄素、槲皮素、山奈酚等。多项研究表明黄芪提取的总黄酮（TFA）具有抗氧化、抗炎等生物学功能，可降低心脑血管疾病、癌症等慢性病的发病率和死亡率，但其对PD的改善作用及相关机制尚未阐明。

　　上海中医药大学中药研究所吴晓俊研究员和公共健康学院许琪副教授，以及上海中医药大学公共健康学院高梓天和中药所王高瑞等在本文中研究了TFA在MPTP诱导的PD模型小鼠和MPP+诱导的SH-SY5Y细胞损伤中的神经保护作用，阐明了TFA通过调节SLC7A11/GPX-4信号轴抑制铁死亡，从而预防MPTP/MPP+诱导的神经损伤。

　　图1 黄芪总黄酮通过SLC7A11/GPX-4轴抑制铁死亡改善MPTP诱导的小鼠神经元损伤

　　PD的典型运动症状包括静止震颤、行动迟缓及姿势平衡障碍等症状。本研究发现TFA可以有效预防PD模型小鼠的步态改变和运动协调功能障碍。中脑黑质多巴胺（Dopamine，DA）能神经元变性死亡是PD主要的病变特征，而酪氨酸羟化酶（TH）作为多巴胺合成的限速酶，随着PD的发生发展而减少。因此研究了TFA对MPTP诱导的TH阳性神经元丢失的作用（图2）。结果表明，与对照组相比，MPTP诱导后小鼠黑质中TH阳性神经元和TH蛋白减少（P＜0.01，P＜0.001），TFA预处理可显著抑制TH阳性神经元和TH蛋白的减少（P＜0.05，P＜0.01）。结果提示TFA可有效保护PD模型小鼠黑质中的TH神经元细胞，减少MPTP诱导的多巴胺能神经元死亡。

　　图2 TFA对MPTP诱导的小鼠黑质中TH阳性神经元（A～B）和TH蛋白的表达（C～D）减少的保护作用

　　通过评估铁死亡相关蛋白SLC7A11和GPX-4，探讨了TFA的神经保护作用的分子机制（图3）。观察到在MPTP处理的小鼠黑质中，SLC7A11和GPX-4的蛋白表达显著降低（P＜0.01），TFA预处理显著抑制SLC7A11和GPX-4的表达下调（P＜0.001）。结果表明，SLC7A11/GPX-4轴可能在TFA介导的神经保护中发挥重要作用。

　　图3 TFA阻止了MPTP 诱导小鼠组织中的铁死亡相关蛋白SLC7A11（A互谱、B）和GPX-4（A、C）表达改变

　　为了进一步探索TFA对多巴胺能神经元的保护作用及其机制，在体外实验用不同浓度的TFA处理SH-SY5Y细胞24 h。如图4A所示，TFA在100 μg/mL的浓度以下未表现出细胞毒性，因此选择了50和100 μg/mL浓度的TFA来评估其对MPP+诱导的神经毒性的保护作用。检测发现，50和100 μg/mL TFA预处理显著抑制MPP+诱导的细胞活力降低（图4B，P＜0.001）。进一步研究发现，TFA预处理可抑制MPP+诱导的SH-SY5Y细胞内活性氧（ROS）上调（图4C，P＜0.01），以及GSH和GSH/GSSG比值下调（图4D～E，P＜0.001），表明TFA的神经保护作用可能与其抑制神经元氧化损伤相关。

　　图4 TFA的细胞毒性（A），及其对MPP+诱导的细胞死亡（B）、细胞内ROS上调（C）、GSH（D）和GSH/GSSG比值（E）下调的保护作用

　　与体内实验结果一致，TFA的干预显著抑制MPP+诱导的SH-SY5Y细胞内GPX-4和SLC7A11蛋白表达的下调（图5A～C，P＜0.05）。为进一步证实TFA是否通过抑制铁死亡发挥神经保护作用，使用SLC7A11抑制剂Erastin处理细胞。与单独使用MPP+相比，Erastin和MPP+联合使用进一步降低细胞活力（图5D，P＜0.01），而TFA并未缓解Erastin和MPP+诱导的细胞活力下降，这表明TFA可能通过调节SLC7A11/GPX-4轴抑制铁死亡来改善MPP+诱导的神经毒性。

　　图5 TFA阻止MPP+ 诱导的铁死亡相关蛋白SLC7A11（A、B）和GPX-4 （A、C）表达改变和改善细胞活力（D）

　　研究发现，铁死亡可能是预 防或缓解PD进程的潜在作用靶点，黄芪中提取的总黄酮可通过调节SLC7A11/GPX-4信号通路抑制铁死亡，对MPTP和MPP+诱导的神经退行性病变具有一定的神经保护作用。本研究结果表明，在食物中补充黄芪或从黄芪中提取黄酮类化合物作为膳食补充剂可能对PD有一定的预防作用。

　　高梓天，男，上海中医药大学公共健康学院2020级在读硕士研究生，主要研究方向为营养与慢病管理频率上转换。参与上海市自然科学基金等相关工作。

　　王高瑞，女，上海中医药大学中药研究所2019级硕士研究生，主要研究方向为中药神经精神药理作用和机制研究。参与国家自然科学基金、上海市自然科学基金等相关工作。目前以第一或共一作者在 J Ethnopharmacol、《药学学报》等国内外期刊发表学术论文4 篇。

　　吴晓俊，男，研究员，博士生导师，上海高校特聘教授（东方学者），兼中华中医药学会中药实验药理学分会委员，中国中西医结合学会临床药理与毒理专业委员会委员,上海市药学会药理学专业委员会委员，上海市中西医结合学会神经内分泌专业委员会委员等。现任上海中医药大学中药研究所副所长，上海市复方中药重点实验室副主任。长期从事中药复方及其活性成分在神经退行性疾病和精神类疾病作用机理研究和新药研发。近期承担科技部“中医药现代化”重点研发计划、国家自然科学基金重点和面上项目、教育部博士点专项重点项目通路、上海市自然科学基金面上项目发射机、上海市教委科创重点项目等20余项。研究成果获国家科技进步奖二等奖（2007）和上海市科技进步一等奖各1项（2006）；在Br J Pharmacol，Brain Behav Immun, J Neurosci, Neurosci Biobehav, Pharmacol Res, Exp Mol Med等国内外期刊发表学术论文153 篇，其中SCI论文100余篇，被引用3500余次；授权专利17 项。

　　许琪，女，美国爱荷华州立大学营养学和毒理学双博士，上海中医药大学公共健康学院副教授，硕士研究生导师，食品卫生与营养教研室主任，兼任上海营养学会理事凯时官方网站，上海医学会肠外肠内营养分会，上海微量元素学会，上海中医药学会养生康复分会，中国营养学会保健与食品分会委员。中国注册营养师，美国注册营养师。近期完成上海市自然科学基金面上项目、上海市卫计委中医药科研项目等。以第一或通讯作者（含共同）在J Nutr、Phytomedicine等国内外期刊发表论文12篇，其中SCI收录9篇。