重大突破！吉林农业大学揭示神奇人参成分如何修复老年痴呆症小鼠大脑屏障

阿尔兹海默症（AD）是一种神经退行性疾病，在病理演变过程中，血脑屏障（BBB）的功能通常表现出显著的异常。具体表现为BBB的完整性遭受损害，其内皮细胞间的紧密连接结构可能出现松动，这一变化允许了本不应进入大脑组织的外周免疫细胞、炎症介质以及血液中某些有害的蛋白质分子，跨越BBB进入脑部环境。BBB的破坏进程在AD的发展中起到了加速作用。因此，对药物在AD病程中对BBB作用机制的详尽探讨，对于探索和开发针对AD的有效治疗策略具有极其重要的战略意义。

人参具备调节血糖水平、增强心脏功能及调控中枢神经系统活动的显著能力，人参皂苷Rg2（G-Rg2）是一种从人参中分离得到的重要三醇型皂苷，在神经系统疾病的改善方面展现出优异的疗效。研究表明，G-Rg2可能通过维护线粒体功能的稳定，有效延缓大脑的自然衰老过程。此外，近期一项科学研究指出其可能对AD诱发的神经血管损伤产生保护性作用，并能促进脑出血后脑部损伤的修复。尽管G-Rg2在多个方面表现出治疗潜力，但目前尚缺乏确凿证据来明确其是否能有效改善AD相关的BBB损伤。

日前，一篇题为“Ginsenoside Rg2 alleviates astrocyte inflammation and ameliorates the permeability of the Alzheimer’s disease related blood-brain barrier”的研究论文阐述了G-Rg2在改善AD相关BBB通透性方面的科学发现与成果。

图1 论文首页

G-Rg2可改善AD小鼠BBB损伤和记忆损伤

该研究用G-Rg2（10 mg kg-1和20 mg kg-1）治疗AD小鼠4周后，观察小鼠BBB的紧密性，炎症通路改善情况等，具体参见图2A-B。径向臂迷宫实验结果显示，氯化铝联合dgal诱导了小鼠的记忆损伤，而G-Rg2则显著提升了小鼠的记忆能力（图2B-D）。

HE染色观察表明，对照组细胞排列紧密且有序，细胞间距均匀，细胞核形态清晰。相较之下，模型组细胞排列紊乱，神经细胞出现破裂，细胞核明显收缩。值得注意的是，经G-Rg2（10 mg kg-1）处理的组别中，细胞形态变化较小，细胞核虽有少量收缩，但细胞排列更为紧密。进一步地，G-Rg2（20 mg kg-1）组展现出接近正常的细胞形态，细胞排列紧密且有序（图2E）。

尼氏染色结果揭示，模型组内的Nissl小体数量显著减少；然而，G-Rg2干预促进了Nissl小体的增加（图2F）。透射电镜分析进一步确认了G-Rg2的保护作用，对照组基底膜结构正常，连接紧密，星形细胞形态健康。模型组中，血脑屏障的基质膜出现轻微溶解，星形细胞端足水肿。而G-Rg2预处理显著减轻了这些病理变化，外周细胞清晰，基底膜结构恢复至正常状态（图2G）。综上所述，研究表明，G-Rg2预处理对AD小鼠的认知功能障碍具有显著的改善作用，能够有效保留神经元的正常形态与功能，并促进BBB损伤的修复。

图2 G-Rg2可改善AD小鼠BBB损伤和记忆损伤

G-Rg2可改善AD小鼠脑组织血脑屏障的损伤

免疫blot分析明确揭示了模型组中紧密连接蛋白（TJs）的表达水平呈现显著下降趋势，与此同时，基质金属蛋白酶2（MMP2）和基质金属蛋白酶9（MMP9）的表达水平则出现上调。进一步观察发现，经过G-Rg2处理后，紧密连接蛋白及粘附连接蛋白的表达显著增强，而MMP2与MMP9的表达则受到抑制（图3A-D）。此结果与免疫组化染色分析所得结论相吻合。具体而言，在模型组小鼠的脑微血管样本中，Occludin与ZO-1的棕色染色强度明显减弱，而MMP2与MMP9的染色强度则相对较高。

这些差异直接反映了模型组中TJs含量较低，而MMP2与MMP9的含量则相对较高。相反，在G-Rg2处理组小鼠的脑组织中，TJs中的ZO-1与Occludin的棕色染色显著加深，而MMP2与MMP9的染色则明显减弱。这一变化进一步证实了G-Rg2能够提升脑组织中ZO-1与Occludin的表达水平，并降低MMP2与MMP9的含量。免疫荧光染色结果显示，在G-Rg2治疗组中，小鼠脑组织中ZO-1与Occludin的绿色荧光染色强度显著增加，进一步验证了G-Rg2对小鼠脑组织中ZO-1与Occludin表达具有促进作用（图3E-H）。

图3 G-Rg2可改善AD小鼠脑组织BBB损伤

G-Rg2对AD小鼠脑组织炎症反应的影响

TLR4与G-Rg2分子对接的自由能测定结果为-5.63千卡/mol，表明两者间结合效果较佳（图4A）。研究通过分子动力学分析，发现其平均均方根偏差（RMSD）及均方根波动（RMSF）值分别维持在0.115 ± 0.015 nm与0.106 ± 0.039 nm的稳定水平，证实了TLR4与G-Rg2分子间的稳定结合状态（图4B）。Western blot实验结果显示，在模型组中，TLR4与MyD88的蛋白表达均显著上升，同时伴随着NF-κB p65与IκBα磷酸化水平的显著增强。然而，经G-Rg2治疗后，这些效应得到了明显缓解，表现为炎症相关蛋白表达水平的下调（图4C-D）。

此外，ELISA分析揭示，模型组小鼠脑组织中的TNF-α与IL-1β含量显著升高；而G-Rg2给药后，这两种促炎细胞因子的浓度则呈现下降趋势（图4E-F）。免疫荧光染色技术进一步证实了上述发现，模型组小鼠脑组织内观察到NF-κB p65的核易位现象，提示脑组织内存在炎症反应；而G-Rg2治疗组中，NF-κB p65的核易位显著减少，大部分仍保留在细胞质中，表明G-Rg2有效减轻了小鼠脑组织内的炎症反应（图4G-H）。

图4 G-Rg2对AD小鼠脑组织炎症反应的影响

G-Rg2减弱了OA诱导的bEnd3细胞中TJs的减少

免疫印迹分析亦揭示了OA刺激引发的bEnd3细胞中TJs的降解现象。结果显示，G-Rg2（在浓度分别为5 μM、10 μM、20 μM时）的预处理措施显著增强了TJs的稳定性，具体表现为claudin-5、occludin、ZO-1以及载体粘附连接蛋白表达水平的上调（图5A-B）。而免疫荧光染色技术也验证了这一发现，模型组中的bEnd3细胞显示出TJs关键组分ZO-1、occludin以及claudin-5的显著降解。当细胞经G-Rg2预处理后，这些TJs的表达量得到了明显的增加（图5C-D）。

图5 G-Rg2可以促进OA诱导的bEnd3细胞中紧密连接蛋白的降解

结论

该研究深入探索了G-Rg2在维护BBB功能方面的作用，不仅为理解G-Rg2如何影响AD相关的BBB损伤提供了新视角，还坚实地证明了G-Rg2作为AD辅助治疗手段的潜在价值。

参考文献：

Lu YW, Wang YJ, Wang Z, Ren S, Gong XJ, Hu JN, Zhang JT, Li W. Ginsenoside Rg2 alleviates astrocyte inflammation and ameliorates the permeability of the Alzheimer's disease related blood-brain barrier. Phytomedicine. 2024 Sep 16;135:156063. doi: 10.1016/j.phymed.2024.156063