【每日動態】咖啡酸通過調節高胰島素血症大鼠的腦胰島素信號轉導、澱粉樣蛋白積累和突觸可塑性對老年癡呆症發病機制的保護作用

20190709 周二

咖啡酸通過調節高胰島素血症大鼠的腦胰島素信號轉導、澱粉樣蛋白積累和突觸可塑性對老年癡呆症發病機制的保護作用

Agric. Food Chem (IF: 3.4，1區)

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研究背景

全世界有超過3500萬人患有阿爾茨海默氏症(AD)， AD目前已成為美國第六大致死原因，是最常見的癡呆形式，佔癡呆病例的60-80%。AD是一種神經退行性疾病，最常見的特徵是多年來不斷惡化的癡呆癥狀。AD患者大腦中與認知相關的區域分別在神經細胞內外沉積神經元斑塊和神經纖維纏結(NFTs)，可導致突觸功能障礙和神經元死亡 ，大量文獻顯示，AD與多種細胞疾病有關,包括線粒體損傷,神經突觸和神經細胞，β澱粉樣蛋白(Aβ)的形成和沉積,激活的小膠質細胞和星形膠質細胞，這些疾病有一些共同的異常，如糖代謝受損、氧化應激增加、胰島素抵抗和澱粉樣蛋白沉積。高脂肪(HF)飲食可引起體重增加，並可引起人類和嚙齒類動物肥胖的發病機制，導致糖耐量和胰島素抵抗受損。研究表明，腦胰島素抵抗的病理可能是導致長期外周胰島素抵抗的原因，從而導致腦內胰島素濃度下降和胰島素受體失活。胰島素信號轉導在AD、腦型糖尿病或3型糖尿病的發生中起重要作用。研究發現，隨著年齡的增長，大腦中的胰島素受體會減少。因此，胰島素相關信號轉導可能與神經認知障礙有關。甘糖合成酶激酶3 (GSK3)是一種普遍存在的絲氨酸/蘇氨酸激酶，是胰島素信號的下遊蛋白，在AD的發生發展中起著重要作用。GSK3抑製激活調製是一種蛋白激酶,它可能是一個潛在的目標Aβ生產τ聚合和退化。咖啡酸(CA)是一種天然的抗氧化劑，與阿魏酸類似，但具有更強的藥理活性，包括抗氧化、抗炎、抗癌、抗病毒、鎮痛和免疫調節作用。然而，CA對HF飲食誘導的腦胰島素抵抗介導神經退行性變的體內療效尚未見報導。因此，本研究旨在闡明CA對HF誘導的高胰島素血症大鼠AD發病機制的保護作用

研究方法

1、動物實驗：

本研究所有實驗方案均經國立台灣師範大學動物保護與使用委員會(批準號99036)通過。動物的處理是按照美國國家衛生研究院(National Institute of Health)的《護理和使用實驗室動物指南》進行的。雄性大鼠(8周齡)被單獨飼養在12:12-h的光照/暗循環下，並控制溫度，鼠糧和水，為期1周，以達到體重約250克。將大鼠分為對照組和3個實驗組(每組8隻)。第一組大鼠餵食普通鼠糧30周(正常組)，第二組大鼠飼餵高脂飼料(60%來自脂肪)30周(HF組)，第三組大鼠飼餵高脂飼料，口服30 mg/kg體重的PIO，每日一次，連續30周(HF+PIO組)。第四組大鼠給予HF，每日口服30mg/kg體重CA，每日一次，連續30周(HF+CA組)。。

2、水迷宮實驗：飼養大鼠30周時進行Morris水迷宮實驗。

3、生化指標測定。大鼠澱粉樣蛋白、CAT、SOD均採用ELISA試劑盒測定。

4、Western blot分析。

研究結果

1、咖啡酸對高胰島素血症大鼠記憶力的影響：高胰島素血症大鼠的記憶和學習障礙明顯改善

2、咖啡酸對高胰島素血症大鼠大腦抗氧化物質的影響：咖啡酸還能增強高胰島素血症大鼠的超氧化物歧化酶和谷胱甘肽自由基清除活性

3、免疫印跡數據進一步證實蛋白質表達 GSK3β顯著增加,而磷酸化-tau蛋白質的表達減少，此外，咖啡酸也能顯著增加HF大鼠突觸蛋白的表達。

研究結論

咖啡酸可能通過增強腦胰島素信號改善記憶功能,減輕Aβ產生，可能具有預防糖尿病患者AD進展的作用。

原文鏈接

Protective Effect of Caffeic Acid against Alzheimer』s Disease Pathogenesis via Modulating Cerebral Insulin Signaling, β-Amyloid Accumulation, and Synaptic Plasticity in Hyperinsulinemic Rats. by Wenchang Chang,Dawei Huang,Y. Martin Lo….Szuchuan Shen (2019)

學者簡介

沈賜川