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Hydrogen-saturated saline mediated neuroprotection through autophagy via PI3K/AKT/mTOR pathway in early and medium stages of rotenone-induced Parkinson’s disease rats
氫飽和鹽水通過 PI3K AKT mTOR 通路自噬介導魚藤酮誘導帕金森病大鼠早中期的神經保護作用
來源：Brain Research Bulletin 172 (2021) 1–13
1. 摘要核心內容
本研究探討了氫飽和鹽水（HS） 在魚藤酮誘導的帕金森病（PD）大鼠模型中的神經保護作用及機制。關鍵發現：
階段特異性保護：HS僅在PD早期（0天）和中期（7天）階段顯著改善心血管功能障礙（平均動脈壓↑、心率變異性↑）和運動癥狀（行走速度↑、平衡能力↑），但對晚期（14天）無效（圖1）。
神經元保護：HS增加延髓頭端腹外側區（RVLM）兒茶酚胺能神經元和黑質（SN）多巴胺能神經元存活數量（圖2B、3B），降低α-突觸核蛋白（α-Syn）積累（圖2C、3C）和活性氧（ROS）水平（圖2G、3G）。
自噬激活機制：HS上調自噬標志物LC3-II/LC3-I比值（圖4B、5B）、ATG5和Beclin-1（圖4D-E、5D-E），下調p62（圖4C、5C），并通過抑制PI3K/AKT/mTOR通路磷酸化（圖6B-D、7B-D）增強自噬流。
2. 研究目的
探究HS對PD不同階段（早期、中期、晚期）的神經保護效果，闡明其通過調節自噬通路（PI3K/AKT/mTOR）降低氧化應激和α-Syn毒性的分子機制。
3. 研究思路
階段干預→表型評估→機制解析：
模型構建與干預：
大鼠分為對照組、魚藤酮PD組（21天誘導）、HS治療組（早期/中期/晚期干預）。
功能表型檢測：
心血管功能：平均動脈壓（MBP）、心率變異性（LFnu、LF/HF）（圖1C-F）。
運動能力：開場試驗（行走速度）、方橋試驗（潛伏期）（圖1A-B）。
細胞與分子機制：
神經元存活（TH免疫染色，圖2A-B、3A-B）。
ROS水平（DCFH-DA熒光檢測，圖2G、3G）。
自噬標志物（LC3-II/I、p62、ATG5、Beclin-1，圖4-5）。
PI3K/AKT/mTOR通路磷酸化（圖6-7）。
4. 關鍵數據及研究意義
（1）功能改善（圖1）
數據：
HS使中期PD大鼠行走速度↑112%（圖1A），方橋潛伏期↑49%（圖1B）。
MBP↑29%（圖1C），LFnu↑71%（圖1F），LF/HF↑139%（圖1G）。
意義：證實HS選擇性改善早期/中期PD的心血管和運動功能，為階段依賴性治療提供依據。
（2）神經元保護與毒性清除（圖2-3）
數據：
RVLM區TH?神經元↑49%（中期）和↑112%（早期）（圖2B）。
SN區α-Syn熒光強度↓47%（早期）（圖3C），ROS↓12%（圖3G）。
意義：HS通過減少α-Syn積累和氧化損傷保護關鍵神經元，延緩PD進展。
（3）自噬激活（圖4-5）
數據：
RVLM區LC3-II/I比值↑107%（中期）和↑246%（早期）（圖4B）。
SN區p62↓47%（早期）（圖5C），ATG5↑80%（早期）（圖5D）。
意義：HS增強自噬清除能力，促進異常蛋白降解，維持神經元穩態。
（4）PI3K/AKT/mTOR通路抑制（圖6-7）
數據：
RVLM區p-AKT↓48%（中期）和↓71%（早期）（圖6C）。
SN區p-mTOR↓52%（中期）和↓71%（早期）（圖7D）。
意義：揭示HS通過抑制PI3K/AKT/mTOR通路解除自噬抑制，為核心機制。
5. 核心結論
階段依賴性療效：HS僅對PD早期和中期有效，晚期神經元損傷不可逆。
自噬核心機制：
HS激活自噬→清除α-Syn和ROS→保護RVLM和SN神經元。
分子通路：抑制PI3K/AKT/mTOR磷酸化→解除自噬抑制→增強蛋白清除。
治療啟示：HS可作為PD早期干預策略，靶向自噬通路延緩神經退行。
6. 丹麥Unisense電極的研究意義
注：本文未使用Unisense電極。該設備在關聯文獻中（如Walker等2021年瘧疾研究）用于活體胃pH實時監測，其高精度動態測量為消化道上游防御機制研究提供關鍵工具。本研究中氧化應激檢測采用熒光探針（DCFH-DA），自噬與通路蛋白通過Western blot和免疫熒光分析。