神奇!人参根部土壤细菌分泌的根瘤菌素,被发现可治疗老年痴呆症

2020
11/12

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生物世界 / Bio生物世界
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在接近人参根部的土壤中发现的一种细菌所分泌的根瘤菌素对阿尔兹海默症治疗有效。

人参,作为一种传统的中医药材,一直广受人们追捧,而中国民间也一直流传着人参可以“生死人,肉白骨”的神奇功效。事实上,人参的确是一味滋补药,适用于调整血压、恢复心脏功能、神经衰弱以及身体虚弱等症状。

更有趣的是,所谓“近朱者赤,近墨者黑”,近日一项新的研究发现,在接近人参根部的土壤中发现的一种细菌所分泌的根瘤菌素(rhizolutin)——一种具有三环结构的新型化合物也对人体有益,并在体内和体外实验中都能显著分离与阿尔茨海默病相关的蛋白质聚集物

该研究由韩国仁川延世大学的金永秀(YoungSoo Kim)和韩国首尔国立大学的吴东灿(DongChan Oh)的联合团队完成。该研究以:Rhizolutin, a Novel 7/10/6‐Tricyclic Dilactone, Dissociates Misfolded Protein Aggregates and Reduces Apoptosis/Inflammation Associated with Alzheimer's Disease 为题,发表在国际权威学术期刊 Angewandte Chemie International Edition 杂志(IF=12.959)。

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD),俗称“老年痴呆症”,是一类主要发生于老年人且以进行性认知功能障碍和行为损害为特征的中枢神经系统退行性病变。临床表现为记忆障碍、失语、失用、失认、视空间能力损害、抽象思维和计算力损害、人格和行为改变等。

在当代社会,随着人类平均寿命的增长,老年痴呆症的患病率也在不断上升。痴呆症患者难以生活自理,这对家庭和社会造成了极大的负担。更令人遗憾的是,目前还没有发现有效的治疗阿尔茨海默病的方法。

在这项研究中,研究团队发现了一种名为根瘤菌素(rhizolutin)的天然物质,它可能为阿尔茨海默病治疗提供新的思路。值得注意的是,植物根系周围是一个复杂的生态系统,植物与多种微生物相互作用可以催生出此前被人们所忽略的新型化合物,而根瘤菌素正是由生长在人参植物根区的链霉菌产生的

研究人员在加入人参粉的培养基中成功培养了这种链霉菌,并将这种细菌的根瘤菌素产量提高了10倍,这也使得他们能够确定这种新化合物的结构。根瘤菌素具有一个由三个环结合组成的独特框架——一种7/10/6-三环双内酯,侧面分别是一个七元内酯环和一个六元内酯环。

根瘤菌素(rhizolutin)的化学结构

紧接着,研究团队通过对天然产物库的筛选发现,根瘤菌素是一种药物先导物,可以分离β淀粉样蛋白斑块和tau蛋白缠结(tau蛋白的纤维状聚集物),而这两者都是阿尔茨海默病的典型特征。

研究团队通过体外细胞培养证明,根瘤菌素可以导致不溶性的β淀粉样蛋白斑块和tau蛋白聚集物的明确分离。在神经细胞和胶质细胞的培养中,根瘤菌素能够显著减少由过敏性休克引起的炎症过程和细胞死亡。

根瘤菌素具有抗阿尔茨海默病的功能

除此之外,在小鼠实验中,根瘤菌素还能显著分离阿尔茨海默病小鼠大脑中的β淀粉样蛋白斑块。这一过程似乎类似于通过免疫疗法去除错误折叠的蛋白质,与此同时,计算机模拟表明根瘤菌素可以进入tau蛋白聚合物的疏水区,从而引发解离。

计算机模拟表明根瘤菌素可以进入tau蛋白聚合物的疏水区,从而引发解离

总而言之,这项研究表明,人参根部周围生长的链霉菌能分泌一种名为根瘤菌素(rhizolutin)的天然物质,这一类具有三环结构新型化合物,在体内和体外实验中都能显著分离与阿尔茨海默病相关的蛋白质聚集物,有望用于治疗老年痴呆症

论文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202009294

撰文|nagashi

编辑|王聪

排版|水成文

本文转载自其他网站,不代表健康界观点和立场。如有内容和图片的著作权异议,请及时联系我们(邮箱:guikequan@hmkx.cn
关键词:
人参,根瘤菌素,阿尔兹海默症

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