姜酮增强核因子红细胞2相关因子2表达：减轻氯化镉诱导海马损伤和记忆功能障碍的机制

doi:10.4103/1673-5374.391300

摘要/Abstract

摘要：

氧化应激在海马损伤引起的记忆力减退的病理生理学中起着重要作用。实验试图确定抗氧化和抗炎化合物姜酮是否能保护大鼠免受氯化镉诱导的海马损伤和记忆力减退，探讨其作用机制是否与能调节氧化应激和炎症的核因子红细胞2相关因子2信号实现。结果显示，姜酮可减轻氯化镉对大鼠海马的损伤，改善记忆功能。姜酮可显著降低氯化镉诱导损伤的海马组织中的炎症生物标志物白细胞介素6（IL-6）和肿瘤坏死因子α、细胞内粘附分子以及凋亡生物标志物Bax和裂解的caspase-3的水平，还可抑制海马活性氧和丙二醛的生成，增强超氧化物歧化酶和谷胱甘肽表达，同时显著提高核 Nrf2 的 mRNA 和蛋白表达；布芦沙托（一种选择性 Nrf2 抑制剂）可抑制姜酮的这些保护作用。这些结果说明，姜酮可通过激活核因子红细胞2相关因子2表达，减轻氯化镉对海马的损伤，改善记忆功能。

https://orcid.org/0000-0003-1176-3380 (Mohamed D. Morsy)

Abstract: Memory loss and dementia are major public health concerns with a substantial economic burden. Oxidative stress has been shown to play a crucial role in the pathophysiology of hippocampal damage-induced memory impairment. To investigate whether the antioxidant and anti-inflammatory compound vanillylacetone (zingerone) can protect against hippocampal damage and memory loss induced by cadmium chloride (CdCl2) administration in rats, we explored the potential involvement of the nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2) signaling pathway, which is known to modulate oxidative stress and inflammation. Sixty healthy male Wistar rats were divided into five groups: vehicle-treated (control), vanillylacetone, CdCl2, vanillylacetone + CdCl2, vanillylacetone + CdCl2 + brusatol (a selective pharmacological Nrf2 inhibitor) groups. Vanillylacetone effectively attenuated CdCl2-induced damage in the dental gyrus of the hippocampus and improved the memory function assessed by the Morris Water Maze test. Additionally, vanillylacetone markedly decreased the hippocampal tissue levels of inflammatory biomarkers (interleukin-6, tumor necrosis factor-α, intracellular cell adhesive molecules) and apoptosis biomarkers (Bax and cleaved caspase-3). The control and CdCl2-treated groups treated with vanillylacetone showed reduced generation of reactive oxygen species, decreased malondialdehyde levels, and increased superoxide dismutase and glutathione activities, along with significant elevation of nuclear Nrf2 mRNA and protein expression in hippocampal tissue. All the protective effects of vanillylacetone were substantially blocked by the co-administration of brusatol (a selective Nrf2 inhibitor). Vanillylacetone mitigated hippocampal damage and memory loss induced by CdCl2, at least in part, by activating the nuclear transcription factor Nrf2. Additionally, vanillylacetone exerted its potent antioxidant and anti-inflammatory actions.

Key words: hippocampus, neuroprotective, Nrf2 gene, oxidative stress, vanillylacetone

. 姜酮增强核因子红细胞2相关因子2表达：减轻氯化镉诱导海马损伤和记忆功能障碍的机制[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2024, 19(12): 2750-2759.

Fahaid H. AL-Hashem, Salah O. Bashir, Amal F. Dawood, Moutasem S. Aboonq, Ismaeel Bin-Jaliah, Abdulaiziz M. Al-Garni, Mohamed D. Morsy. Vanillylacetone attenuates cadmium chloride-induced hippocampal damage and memory loss through up-regulation of nuclear factor erythroid 2-related factor 2 gene and protein expression[J]. Neural Regeneration Research, 2024, 19(12): 2750-2759.

参考文献

引言

出版重点

《中国神经再生研究（英文版）》杂志为SCI、PubMed数据库收录的国际唯一一本专注神经再生领域研究的经同行评议的开放获取期刊，出版来自全球神经再生领域专业学者的前沿性基础研究及临床研究及转化医学、循证医学优秀的最新成果。

期刊出版来自于脑损伤与神经再生、脊髓损伤与神经再生、周围神经损伤与神经再生和神经退行性病与神经再生、神经影像与神经再生的相关研究。期刊关注神经损伤与再生过程中的轴突再生、突触生长、神经可塑性、神经修复和替代、神经移植等最新研究成果。尤其关注应用细胞治疗、基因治疗、生物因子治疗、药物治疗、手术治疗、康复治疗、物理疗法、组织工程、生物工程、生物材料、神经假体等干预性方法产生神经再生效果的相关研究。文章应清晰描述抑制神经元损伤、减轻神经元损伤的一系列变化，保护损伤神经元的过程、方法、程度与评价，突出从细胞分子水平以及分子生物学水平解释神经元损伤后以及预后再生的机制。

NRR杂志被国际重要数据库收录

科学引文索引（Science Citation Index Expanded，SCI）

美国国立医学图书馆（PubMed）

美国国立医学图书馆开放获取全文数据库（PubMed Central, PMC）

美国生物学文摘数据库（BIOSIS previews, BP）

美国《化学文摘》（Chemical Abstracts, CA）

Scopus荷兰《医学文摘库/医学文摘》（Excerpta Medica, EM）

波兰《哥伯尼索引》（Index of Copurnicus, IC）

OvidSP平台数据库

中国科学引文数据库（CSCD）

中国科技期刊数据库-统计源期刊（CSTPCD）

编委会

主编Editor-in-Chief

苏国辉院士（Kwok-fai So, Chair Professor and Head, Jessie Ho Professor in Neuroscience, Department of Anatomy, The University of Hong Kong）。

徐晓明教授（Xiao-ming Xu, Professor and Mari Hulman George Chair of Neurological Surgery, Scientific Director of Spinal Cord and Brain Injury Research Group, Indiana University School of Medicine）

联系方式：Email: szb@nrren.org 电话：+86 138 0499 8773

编委会成员

期刊编委队伍由国际神经再生领域著名学者、中国科学院院士、香港大学苏国辉教授和美国印第安纳大学徐晓明教授领导的由100多位国际神经再生优秀专家组成。共同致力于创办一本发表神经再生领域专业学术研究经同行严格评审的优秀学术期刊。

在线投稿平台

作者可以通过www.nrronline.org在线投稿。

所有的稿件都将通过该系统提交至NRR杂志电子投稿出版管理系统。

作者有不明确的问题，请访问szb@nrren.org或咨询+86 138 0499 8773。

投稿后，当论文已处于审稿或等待审稿状态时，2个月内请勿将稿件再投至他刊。

初次投稿：

投稿信:

应说明文章未一稿多投，全部作者是否对所投稿件内容知情同意，推荐2-3位小同行审稿人。

作者协议：

投稿时请注意作者协议，如同意后可继续完成投稿，投稿成功后作者已与杂志签定了文章的相关版权。

投稿后的同行评议

期刊投稿平台应用国际最大的投稿平台Editorial Manager，投到本刊的每篇稿件都要经过3-4位小同行审稿人评审，审稿方法为国际学科小同行组成双盲审稿。所有发表在杂志的文章都将经过严格的双盲同行层层评议，审稿中注重科学性、伦理学和文章真实性的严格审查。期刊将在投稿后4周内通知作者评审意见。

根据评审意见，编辑部决定稿件返修，再审，被接受或退稿。稿件被接受后，作者可经投稿平台以通讯作者账号随时查询稿件的出版进程。

材料方法

讨论

特邀稿件

对特邀综述稿件的要求：

（1）需提前向编委会提交写作大纲，通过选题后，文章需在2个月内完成。

（2）全文不超过6000个单词，包括摘要，不包括参考文献，图和表格，出版后8-10个版面。

（3）文章写作结构：

文题：不超过 90个字母，20个单词。

摘要：非结构式， 250单词。

引言：

主体内容：

总结：

作者贡献：

利益冲突：

参考文献：采用 Journal of Neuroscience格式。

特邀述评类文章：观点、点评、研究亮点、给编辑的信等。

特邀观点栏目文章要求：

（1）观点文章为作者对神经再生领域某一热点问题的评论，有作者鲜明的观点和作者本人

对此科研过程的认识和总结。

（2）需提前向编委会提交写作大纲，通过选题后，文章需在2个月内完成。

（3）全文2000- 3000单词，包括参考文献，不需要图和表格，不需要摘要，出版后2个版面。

（4）文章写作结构：

文题：不超过 90个字母，20个单词。

主体内容：

参考文献：不超过 5条，采用Journal of Neuroscience格式。

特邀点评与研究亮点栏目文章要求：

（1）点评文章为点评在本刊发表的文章，研究亮点文章为点评国际优秀杂志近期或在线提前发表的前沿性的优秀文章。

（2）需提前向编委会提交写作大纲，通过选题后，文章需在2个月内完成。

（3）全文2000- 3000单词，包括参考文献，不需要图和表格，不需要摘要，出版后2个版面。

（4）文章写作结构：

文题：不超过 90个字母，20个单词。

主体内容：

利益冲突：

参考文献：不超过 5条，采用Journal of Neuroscience格式。

给编辑的信栏目文章要求：

（1）给编辑的信文章为读者对本刊已发表文章的来信反馈。

（2）全文1000- 2000单词，不包括参考文献，文章不需要摘要、图和表格，出版后1个版面。

（4）文章写作结构：

文题：不超过 90个字母，20个单词。

主体内容：

利益冲突：

参考文献：不超过 5条，采用Journal of Neuroscience格式。

文章快阅

延伸阅读

NRR: 沙特阿拉伯学者提出姜酮有望用于治疗神经退行性疾病

接触环境毒素会增加罹患多种神经系统疾病的风险因素。镉（Cd）离子是众所周知的有毒重金属之一，大量存在于土壤、吸烟、蔬菜、水果、电池以及其他工业和商业产品中，可通过不同途径进入人体。镉离子进入人体后，会在肝脏、肾脏和大脑中蓄积，导致严重中毒和组织损伤，这主要是由于氧化应激、炎症和细胞凋亡的上调所致。在大脑中，镉离子对包括大脑皮层和海马在内的所有脑区都有毒性作用。它们与周围神经病变、步态不稳、认知障碍、记忆缺陷和注意力不集中有关。此外，镉离子中毒还可增加帕金森病和阿尔茨海默病的患病风险。

核因子-红细胞 2 相关因子 2（Nrf2）是主要的抗氧化转录因子。激活该转录因子可防止氧化/炎症损伤和神经凋亡。同样，成年大鼠长期暴露于高剂量镉离子会导致 Keap-1 表达增加、Nrf2 表达和转录活性降低、GSH 和抗氧化酶水平和表达减少、海马损伤和记忆丧失。

在过去几十年中，植物多酚在预防氧化应激诱导的神经退行性病变方面的作用受到了广泛关注。姜酮是从生姜中分离出来的，通常用作食品香料。姜酮对健康有许多益处，包括降血糖、降血脂、胰岛素致敏、抗氧化和抗炎作用。在一些动物模型中，姜酮对神经、肝脏、肾脏和心脏损伤的保护作用已得到证实。这些保护作用归因于清除 ROS、改善线粒体结构和功能、上调抗氧化剂、抑制炎症细胞因子的产生以及激活 Nrf2。也有研究探讨了姜酮对短暂缺血和癫痫动物模型脑损害的神经保护作用，发现姜酮通过减少 ROS 生成、刺激抗氧化剂水平、上调 Blc2 以及抑制 Bax/caspase-3 介导的细胞凋亡来减轻神经损伤。

沙特阿拉伯哈立德国王大学Mohamed D. Morsy等在发表于《中国神经再生研究（英文版）》（Neural Regeneration Research）2024年第12期的研究，试图确定抗氧化和抗炎化合物姜酮是否能保护大鼠免受氯化镉诱导的海马损伤和记忆力减退，探讨其作用机制是否与能调节氧化应激和炎症的核因子红细胞2相关因子2信号实现。结果显示，姜酮可减轻氯化镉对大鼠海马的损伤，改善记忆功能。姜酮可显著降低氯化镉诱导损伤的海马组织中的炎症生物标志物白细胞介素6（IL-6）和肿瘤坏死因子α、细胞内粘附分子以及凋亡生物标志物Bax和裂解的caspase-3的水平，还可抑制海马活性氧和丙二醛的生成，增强超氧化物歧化酶和谷胱甘肽表达，同时显著提高核 Nrf2 的 mRNA 和蛋白表达；布芦沙托（一种选择性 Nrf2 抑制剂）可抑制姜酮的这些保护作用。这些结果说明，姜酮可通过激活核因子红细胞2相关因子2表达，减轻氯化镉对海马的损伤，改善记忆功能。该研究首次证实姜酮对镉诱导的哺乳动物海马损伤和记忆丧失具有神经保护潜力。这些数据为应用姜酮来控制与氧化应激和 Nrf2 水平降低有关的神经退行性疾病提供了可能性。