帕金森病（PD）是一种普遍存在的神经退行性疾病，主要影响锥体外系系统。临床表现包括运动迟缓、肌肉僵硬、静止性震颤、步态异常等运动症状，以及睡眠质量下降、睡眠障碍、精神障碍、认知障碍等非运动症状。PD患者通常伴有不同程度的认知功能损害，其中一些重症患者尤为明显。因此，对帕金森病患者进行早期积极的认知功能干预，对于提升患者的生活质量具有重要意义。
红景天具有重要的药用价值，而红景天苷（Sal）是从红景天的根部和块茎中提取的活性成分，具有多种药理作用，包括免疫调节、自由基清除、抗疲劳、抗肿瘤、抗病毒、抗炎、抗衰老以及抗氧化等。Sal通过调节多种不同的信号通路发挥其药用功效，能够有效穿越血脑屏障，对人类神经中枢产生作用。
日前，一篇发表在《Biomedicine & Pharmacotherapy》杂志，名为“Salidroside improves cognitive function in Parkinson’s disease via Braf-mediated mitogen-activated protein kinase signaling pathway”的文章探讨了Sal改善PD认知功能的潜在机制。
图1 论文首页
Sal能促进小鼠学习记忆能力
在Morris水迷宫测试中，相较于对照组，模型组显示出显著增加的路径长度和延长的逃逸潜伏期（P<0.05）。进一步比较发现，MPTP_Sal_Low组和MPTP_Sal_High组的路径长度相较于模型组有显著减少（P<0.05）（图2A-B）。在达到平台的路径上，对照组与MPTP_Sal_High组的小鼠路径最短，而模型组的小鼠路径最长且最为复杂（图2C）。
图2 采用Morris水迷宫试验评价小鼠的学习和记忆能力
Sal能改善小鼠神经元损伤和炎症反应
相较于对照组，模型组中Tau、TNF-α以及IL-6的水平显著提升（P<0.05）。与模型组相比，MPTP_Sal_Low组和MPTP_Sal_High组的Tau、TNF-α以及IL-6水平均显著下降（P<0.05）。在四组间进行Syn水平的比较时，无明显差异（P>0.05）（图3A-D）。
图3 用ELISA法检测小鼠海马神经退行性疾病指标和炎症因子
Sal增加海马GDNF和BDNF表达
免疫荧光分析揭示，与对照组相比，模型组的GDNF和BDNF表达显著减少。相较于模型组，MPTP_Sal_Low组和MPTP_Sal_High组展现出较高的GDNF和BDNF表达量（图4A-B）。
图4 免疫荧光法检测海马组织中GDNF和BDNF的表达
生物信息学分析后得到核心通路和核心基因
研究共识别出177个上调基因和612个下调基因（图5A）；在对照组与MPTP_Sal_High组的比较中，发现491个上调基因和2301个下调基因（图5B）；而在MPTP组与MPTP_Sal_High组的比较中，有379个上调基因和830个下调基因（图5C）。继而，研究对各比较组差异表达基因（DEGs）的并集进行了趋势分析，发现动态基因总数为3424个（图5D）。这些DEGs被划分为8个不同的动态模块。
鉴于该研究的重点在于那些经过Sal处理后呈现连续变化的基因，因此特别关注了profile 0，其中包含135个基因（图5E）。对这一动态模块中的DEGs进行了GO term富集分析。结果显示，DEGs在细胞成分方面主要富集于神经元投射、细胞核及核质等（图5F）；在分子功能方面，变化主要集中在转录调控活性和转录顺式调控区结合上（图5G）。GO term富集分析揭示了DEGs与生物过程的关联，如调节细胞过程和细胞生物合成过程（图5H）。随后，研究对核心模块进行了KEGG富集分析，筛选出DEGs显著富集的信号通路，发现DEGs与MAPK信号通路、多巴胺能突触、轴突再生、胆碱能突触相关（图5I）。
研究还进一步筛选出与神经系统疾病相关的MAPK信号通路作为核心通路，并通过KEGG数据库获取了该通路内的267个基因。将MAPK信号通路基因与核心模块基因进行交集分析，最终确定了7个核心基因（图5J）。在对比不同实验组间目的基因表达差异时，对照组、MPTP组和MPTP_Sal_High组中Braf、Prkacb、Srf、Cacnb4、Fos、Prkx基因表达存在显著差异（P<0.05）（图5K）。基于这些发现，Braf基因被选定为后续研究的核心基因。
图5 通过生物信息学分析鉴定核心通路和核心基因
体外实验验证Sal对神经元突起生长的影响
免疫荧光检测显示，大多数培养细胞呈现GFAP阳性反应，表明所培养的细胞为星形胶质细胞。在此检测中，绿色荧光代表GFAP阳性细胞，而蓝色荧光则显示了DAPI与细胞核的结合。在细胞爬片过程中，星形胶质细胞形态明显，呈梭形，GFAP表达主要集中在细胞质及细胞突起部位。该实验中，超过95%的星形胶质细胞呈现阳性反应，满足了实验标准（图6A）。
免疫荧光检测结果表明，MAP2在荧光显微镜下呈现绿色，清晰可见神经元的胞体及突起。相较于对照组，MPTP组的神经元突起长度较短，而MPTP+Sal组和MPTP+Sal+SB203580组的神经元突起数量较MPTP组显著增加（图6B）。
ELISA检测结果揭示，与对照组相比，MPTP组的GDNF水平显著下降（P<0.05），而与MPTP组相比，MPTP+Sal组和MPTP+Sal+SB203580组的GDNF水平则显著上升（P<0.05）（图6C）。
免疫荧光检测进一步显示，与对照组相比，MPTP组的GDNF水平降低，而MPTP+Sal组和MPTP+Sal+SB203580组与MPTP组相比，GDNF水平有所升高（图6D）。
MPTP能够激活星形胶质细胞中的MAPK信号通路，导致p-p38、p-JNK、p-ERK的表达上调。此外，SB203580处理能够降低p-p38、p-JNK、p-ERK的表达，而Sal处理则抑制了这些蛋白表达的上调（图6E-G）。
图6 通过体外实验鉴定Sal对神经元突起生长的影响
此外，研究构建了慢病毒载体，并通过慢病毒过表达载体转导，使得Braf mRNA的表达显著增强，其表达水平显著高于对照组（图7A-B）；免疫荧光分析显示，OE-Braf组相较于对照组，神经元突起数量明显增多（图7C）；同时，免疫荧光分析揭示OE-Braf组中GDNF的表达显著上调（图7D）；与对照组相比，OE-Braf组中p-p38、p-JNK、p-ERK的表达水平有所降低（图7E-G）。
图7 Braf过表达对神经元突起生长的影响
结论
综合分析表明，Sal可能通过Braf介导的MAPK信号通路对PD产生影响，提升GDNF的表达，促进神经元突触的生长，从而保护神经功能，改善认知功能。
参考文献：
Lu S, Ji N, Wang W, Lin X, Gao D, Geng D. Salidroside improves cognitive function in Parkinson's disease via Braf-mediated mitogen‑activated protein kinase signaling pathway. Biomed Pharmacother. 2024 Aug;177:116968. doi: 10.1016/j.biopha.2024.116968