《Brain Research Bulletin》:Jujuboside A improves insomnia by maintaining mitochondrial homeostasis in prefrontal neurons
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失眠嚴重影響人們生活與健康,研究人員針對此開展 “棗仁皂苷 A(JB-A)對失眠模型小鼠前額葉皮質線粒體結構和功能影響” 的研究。結果發現 JB-A 能改善失眠和焦慮行為,維持線粒體穩態。為失眠治療新靶點的尋找提供科學依據。
在當今快節奏的生活中,失眠已成為一種極為常見的睡眠障礙,如同隱藏在暗處的 “健康殺手”,悄然影響著無數人的生活。據統計,普通人群中失眠的患病率約為 10%-15%,它不僅嚴重干擾人們的日常生活和工作,還可能引發焦慮、抑郁、認知障礙等多種健康問題,在極端情況下,甚至會誘發心血管和神經系統疾病。
目前,對于失眠的治療面臨諸多困境。常用的臨床藥物雖能快速發揮催眠作用,但往往伴隨著毒性副作用、療效持續時間短以及成癮風險等問題。而傳統中藥在失眠治療方面具有獨特優勢,副作用較小。其中,酸棗仁(Semen Ziziphi Spinosae,SZS)作為一種常用于改善睡眠的中藥,其主要成分棗仁皂苷 A(Jujuboside A,JB-A)的作用機制卻尚不明確;诖,廣州中醫藥大學的研究人員開展了一項極具意義的研究,旨在探究 JB-A 對失眠模型小鼠前額葉皮質線粒體結構和功能的影響,該研究成果發表在《Brain Research Bulletin》上。
研究人員為開展此項研究,采用了多種關鍵技術方法。首先,選取 36 只 8 周齡以上的雌性 C57BL/6 J 小鼠,隨機分為對照組、模型組、陽性藥物(艾司佐匹克隆,eszopiclone)治療組以及 JB-A 低、中、高劑量治療組。通過腹腔注射對氯苯丙氨酸(P-chlorophenylalanine,PCPA)誘導小鼠失眠模型。之后,運用曠場實驗(Open Field Test,OFT)和高架十字迷宮實驗(Elevated Plus Maze,EPM)評估小鼠的焦慮水平;采用多種檢測試劑盒,如線粒體活性檢測試劑盒、線粒體膜電位檢測試劑盒(JC-1 試劑盒)等,測定線粒體的各項功能指標;借助透射電子顯微鏡觀察線粒體的超微結構;利用免疫組化方法檢測細胞色素 c(Cytochrome c,Cyt c)蛋白的表達情況。
下面來詳細看看研究結果:
- 動物在 PCPA 誘導的失眠模型中的表現:連續腹腔注射 PCPA 兩天后,失眠模型小鼠白天活動增加,對外界刺激更為敏感。注射三天后,除對照組外,其他組小鼠體重增加減緩,晝夜躁動不安,表明小鼠的晝夜節律被打亂。
- JB-A 改善失眠小鼠的焦慮樣行為:OFT 實驗中,與對照組相比,未治療的失眠模型組小鼠在中央區域的移動距離和停留時間顯著縮短,而 JB-A 和艾司佐匹克隆治療組小鼠在中央區域的移動距離明顯增加。EPM 實驗顯示,模型組小鼠進入開放臂的次數和在開放臂停留的時間顯著減少,而 JB-A 高劑量治療組這兩個指標顯著增加,且與艾司佐匹克隆組無顯著差異。此外,模型組小鼠前額葉皮質中 5 - 羥色胺(5-HT)含量顯著降低,而高劑量 JB-A 和艾司佐匹克隆治療后,5-HT 含量顯著增加。這些結果表明,JB-A 治療可顯著緩解失眠小鼠的焦慮水平,恢復 5-HT 水平,高劑量 JB-A 效果與艾司佐匹克隆相當。
- JB-A 對小鼠前額葉皮質線粒體完整性和代謝活性的治療作用:Janus Green B(JG-B)染色結果顯示,與對照組相比,失眠模型小鼠的線粒體數量明顯減少。而 JB-A 治療后,尤其是中、高劑量組,線粒體數量顯著增加,表明 JB-A 對線粒體活性具有治療作用,中、高劑量效果更顯著。
- JB-A 上調失眠模型小鼠前額葉線粒體的 Δψm:通過熒光顯微鏡和流式細胞術檢測發現,未治療的模型組小鼠前額葉皮質的 Δψm 顯著低于對照組。JB-A 高劑量治療組的紅色熒光顯著增加,紅 / 綠熒光比值顯著升高,表明高劑量 JB-A 可上調線粒體 Δψm,且效果優于艾司佐匹克隆。
- JB-A 通過增加 COX 活性和 ATP 可用性改善失眠模型小鼠的線粒體功能:在測量線粒體 COX-I 和 -IV 表達實驗中,與對照組相比,失眠模型小鼠的 COX-I 水平顯著降低,而 JB-A 低、中、高劑量治療組的 COX-I 和 -IV 水平顯著增加。同時,失眠模型小鼠前額葉皮質的 Na+-K+-ATPase 和 Ca2+-Mg2+-ATPase 活性以及 ATP 含量均顯著降低,經 JB-A 和艾司佐匹克隆治療后有所增加,且 JB-A 高劑量組效果最佳。這表明 JB-A 可通過增加 COX 活性和 ATP 可用性改善線粒體功能。
- JB-A 抑制線粒體腫脹并減少失眠模型小鼠線粒體微觀結構的損傷:透射電子顯微鏡觀察發現,失眠模型小鼠的線粒體明顯腫脹,嵴斷裂模糊,甚至出現空泡化。經艾司佐匹克隆和 JB-A 治療后,線粒體腫脹程度減輕,中、高劑量 JB-A 治療組的線粒體結構改善更為明顯。流式細胞術檢測結果也顯示,高劑量 JB-A 治療組的線粒體腫脹程度顯著降低。
- JB-A 通過抑制線粒體通透性轉換孔(mPTP)開放減少神經元中細胞色素 C(Cyt c)的積累:研究發現,失眠模型小鼠前額葉線粒體的 mPTP 開放增強,而 JB-A 和艾司佐匹克隆治療可抑制 mPTP 開放,高劑量 JB-A 的抑制效果最為顯著。免疫組化分析表明,高劑量 JB-A 治療組神經元細胞質中 Cyt c 的積累顯著減少,效果與艾司佐匹克隆組相當。
綜合研究結論和討論部分,此次研究意義重大。研究表明,失眠與前額葉皮質的過度興奮狀態有關,其機制涉及線粒體功能障礙,進而影響 mPTP 開放,導致線粒體不穩定和結構損傷。而 JB-A 能夠從線粒體能量代謝的角度有效改善失眠,顯著緩解失眠模型小鼠的焦慮行為,且存在明顯的劑量 - 反應關系。這一研究為失眠治療新靶點的尋找提供了科學依據,為開發新型治療失眠的藥物或保健品奠定了基礎。不過,目前仍有一些問題有待進一步研究,如 JB-A 治療對小鼠睡眠周期的影響,以及線粒體調節 mPTP 開放影響前額葉神經元凋亡的具體分子機制等。相信隨著研究的不斷深入,這些問題將逐步得到解答,為失眠的治療帶來更多新的突破和希望。