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题目
转录组分析揭示了Mangiferin在斑马鱼中的抗帕金森活性
研究亮点
Mangiferin 能缓解斑马鱼中MPTP诱导的帕金森症状。
Mangiferin 调控与帕金森病相关的基因，如lrrk2、vps35、atp13a、dnajc6 和 uchl1。
Mangiferin 能抑制MPTP诱导的线粒体氧化应激。
摘要
随着全球人口老龄化，帕金森病（PD）的发病率持续上升，带来了巨大的社会和经济负担。Mangiferin（MGF）是一种具有生物活性的多酚化合物，已显示出在预防和治疗PD中的潜力。本研究通过转录组分析，探讨了MGF在MPTP诱导的斑马鱼PD模型中的神经保护作用。首先，使用不同的MPTP和MGF组合确定了建模的最佳浓度。然后将斑马鱼分为对照组、MPTP处理组和MGF联合处理组。随后的评估包括孵化率、死亡率、生长发育状况、自发运动能力，以及SOD、CAT的酶活性和GSH水平的测量。最终通过转录组测序评估了MGF在斑马鱼PD模型中的治疗效果。结果显示，MPTP处理在斑马鱼中诱导了与PD相关的症状，而MGF处理显著改善了PD模型斑马鱼的运动能力和存活率，有效减少了氧化应激并缓解了PD症状。转录组测序进一步揭示了MGF可能通过调节关键基因（如lrrk2、vps35、atp13a、dnajc6 和 uchl1）的表达，减轻PD斑马鱼中线粒体相关的氧化应激。差异基因表达分析表明，这些基因主要参与神经活性配体-受体相互作用和钙信号通路等重要信号通路。总之，本研究为MGF作为PD潜在治疗候选药物提供了有力的科学依据，证明其通过维持线粒体稳态发挥作用，并阐明了其作用机制。关键词
芒果苷，斑马鱼，帕金森病，氧化应激，转录组测序
引言
芒果苷（Mangiferin，MGF）是一种广泛存在于多种植物中的多酚化合物，尤其在芒果的果实、叶片和树皮中含量丰富。此外，MGF也大量存在于芒果牛奶、富含MGF的功能性饮料以及芒果汁等芒果类食品中。由于其多种生物活性，MGF备受关注，包括抗氧化、免疫调节、抗糖尿病和抗癌特性。最近的研究表明，MGF在神经保护方面，尤其是帕金森病（Parkinson's Disease, PD）中具有潜在作用，提供了预防和治疗神经退行性疾病的有力途径。虽然PD的确切病因仍未完全明确，但氧化应激、线粒体功能障碍、α-突触核蛋白（α-synuclein）异常调控以及免疫-炎症反应等因素与其发病机制密切相关。目前，PD的临床治疗主要依赖于左旋多巴、多巴胺受体激动剂和儿茶酚-O-甲基转移酶（COMT）抑制剂等药物。然而，这些疗法仅能缓解症状，无法治愈PD，并可能导致头晕、幻觉、直立性低血压和肝毒性等副作用。近年来，研究发现MGF在动物和细胞模型中有缓解PD症状的潜力。例如，Kavitha等人的研究表明，MGF对人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞中的鱼藤酮毒性具有保护作用，展示了其在线粒体保护和抗凋亡方面的能力。此外，Lei等人阐明了MGF对BV2小胶质细胞中由脂多糖（LPS）引发的炎症的抑制机制，揭示了其通过调节小胶质细胞极化和抑制NF-κB与NLRP3信号通路的抗神经炎症特性。斑马鱼具有高度保守的基因组结构，特别是在快速神经发育时期，其脑组织结构与人类相似，并且在胚胎期具有透明的特点，因此成为研究神经疾病的理想模型。多项利用MPTP诱导的斑马鱼PD模型的研究已经探讨了多种化合物的抗PD潜力。然而，这些研究主要集中在改善行为缺陷、减少氧化应激反应以及抑制细胞凋亡上。然而，关于MGF神经保护作用的详细机制，特别是在转录组水平上的研究仍然匮乏。本研究旨在详细探讨MGF如何抑制PD的进展，特别是其对PD发生相关关键基因表达及其代谢通路的影响。因此，我们采用转录组测序全面研究MGF在MPTP诱导的斑马鱼PD模型中的神经保护机制，旨在为MGF的机制研究提供更深入的理论依据，并支持MGF作为潜在的抗帕金森食物添加剂的开发。2. 结果
2.1. 不同浓度的MPTP和MGF对斑马鱼自发运动能力的影响
图1展示了不同浓度的MPTP对斑马鱼自发运动能力的影响。如图1A所示，在光照条件下，所有测试的MPTP浓度都显著抑制了斑马鱼的自发运动能力，尤其是在1080秒后，30秒间隔内的运动距离开始与对照组显著分离。图1B显示，随着MPTP浓度的增加，斑马鱼的自发运动能力显著下降。对照组与50 µM组之间以及50 µM与70 µM组之间存在显著差异（P < 0.0001），然而，70 µM与100 µM组之间以及100 µM与150 µM组之间对斑马鱼自发运动能力的影响没有显著差异。图1C表明，在黑暗条件下，所有MPTP浓度组的单位时间内运动距离相比对照组有所减少，其中70 µM、100 µM和150 µM组的运动速度更加稳定，波动较小。根据图1D，所有MPTP浓度组在黑暗条件下的总运动距离均显著减少，70 µM、100 µM和150 µM组的总运动距离显著低于50 µM MPTP组，但它们之间没有显著差异。因此，本研究选择70 µM的MPTP浓度用于后续实验，这也接近先前研究中报道的50 µM剂量。![]()
图1. 不同浓度MPTP对斑马鱼运动活动的影响
（A：光照条件下的运动轨迹；B：光照条件下的游泳距离；C：黑暗条件下的运动轨迹；D：黑暗条件下的游泳距离，不同字母表示显著差异，P < 0.05）。
图2 描述了不同浓度的芒果苷（MGF）对MPTP诱导的斑马鱼行为障碍的恢复能力。正如图2A所示，在光照条件下，各种浓度的MGF对MPTP诱导的行为障碍有一定的治疗效果，但无法完全恢复正常行为。图2B显示，25 mg/L的MGF处理与MPTP阳性对照组没有显著差异，而50 mg/L和100 mg/L的处理显著增强了PD模型斑马鱼的自发运动能力。然而，在100 mg/L浓度下，组内差异较大。图2C和D显示，在黑暗条件下，所有浓度的MGF均有助于恢复MPTP诱导的行为障碍，其中70 mg/L的MGF表现出最有效的治疗效果。这可能是由于更高浓度的MGF（100 mg/L）具有生理毒性。因此，在本研究中，选择70 µM MPTP和50 mg/L MGF的组合来诱导PD斑马鱼模型。![]()
图2. 不同浓度芒果苷（MGF）对MPTP诱导的自发运动活动障碍的恢复能力
（A：光照条件下的运动轨迹；B：光照条件下的游泳距离；C：黑暗条件下的运动轨迹；D：黑暗条件下的游泳距离，不同字母表示显著差异，P < 0.05，P < 0.01， P<0.001，**** P<0.0001）。
2.2.1. 芒果苷恢复MPTP处理导致的孵化延迟
如图3A所示，与对照组相比，MPTP处理显著抑制了斑马鱼在48–72小时胚后期（hpf）的孵化率（P < 0.05）。然而，芒果苷（MGF）与MPTP的联合处理显著恢复了斑马鱼胚胎的孵化（P < 0.05）。在48和72 hpf时，对照组的孵化率分别为26.67%和61.33%，MPTP处理组为14.00%和42.33%，MGF联合处理组为22.67%和60.33%。与MPTP处理组相比，MGF联合处理组的孵化率分别增加了61.92%和42.52%。然而，在96 hpf时，尽管大多数斑马鱼已完成孵化，但MPTP处理组的孵化率仍低于对照组和MGF联合处理组。![]()
图 3. 不同处理对斑马鱼孵化率、生存率、形态和抗氧化活性的影响
（A：斑马鱼孵化率；B：斑马鱼死亡率；C：斑马鱼幼鱼体长；D：斑马鱼幼鱼眼间距；E：斑马鱼幼鱼的代表性图像；F-H：超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性和谷胱甘肽（GSH）含量；*P < 0.05，**P < 0.01，***P < 0.001，****P < 0.0001）。
2.2.2 芒果苷降低MPTP诱导的胚胎死亡率
如图3B所示，与对照组相比，MPTP处理显著增加了斑马鱼的死亡率（P < 0.05）。在芒果苷共处理组中，斑马鱼的存活率显著提高（P < 0.05）。在5 dpf（发育后5天），对照组的死亡率为2.41%，而MPTP处理组的死亡率为7.93%，芒果苷共处理组的死亡率降低了4.29%，显示出显著的恢复效果（P < 0.05）。2.2.3 芒果苷缓解MPTP诱导的斑马鱼幼鱼体长缩短
如图3C和D所示，与对照组相比，MPTP处理显著减少了斑马鱼幼鱼的平均体长（4.0827 cm）和眼间距（0.4771 cm），而对照组的体长和眼间距分别为4.3618 cm和0.5388 cm（P < 0.001），表明MPTP处理抑制了斑马鱼胚胎的正常生长和发育。在芒果苷共处理组中，体长（4.4368 cm）和眼间距（0.5296 cm）与对照组相比没有显著差异。图3F中的代表性图像显示，与对照组和芒果苷共处理组相比，MPTP处理组的斑马鱼体长明显缩短。
2.2.4 芒果苷改善MPTP诱导的PD斑马鱼幼鱼中的氧化应激
如图3F-H所示，与对照组相比，暴露于MPTP的斑马鱼SOD、CAT活性和GSH含量分别显著下降了27.62%、71.98%和23.85%（P < 0.05）。然而，在芒果苷共处理组中，SOD、CAT活性和GSH含量分别显著恢复了51.01%、271.09%和33.47%，与对照组相比无显著差异（P < 0.05），表明芒果苷处理有效缓解了MPTP诱导的氧化应激。2.2.5 芒果苷改善MPTP诱导的斑马鱼幼鱼运动能力下降
为了评估MPTP诱导的运动缺陷的改善效果，在120 hpf（小时后胚胎发育）对斑马鱼幼鱼进行了行为评估（图4A-F）。结果显示，在光照和黑暗条件下，MPTP处理组的斑马鱼幼鱼的游泳距离均低于对照组和芒果苷共处理组，表明MPTP处理组的自发运动能力受损。添加芒果苷显著恢复了斑马鱼幼鱼的自发运动能力（P < 0.001）。总体而言，芒果苷在改善MPTP诱导的PD斑马鱼幼鱼运动能力下降方面显示出潜力。![]()
Fig. 4. 斑马鱼幼鱼的自发行为
（A：光照条件下的运动轨迹；B：光照条件下的游泳距离；C：黑暗条件下的运动轨迹；D：黑暗条件下的游泳距离；E：光照条件下运动轨迹的代表性图像；F：黑暗条件下运动轨迹的代表性图像；**** P < 0.0001）。
2.3. MGF 对 MPTP 诱导的帕金森斑马鱼幼鱼的转录组分析
为了进一步了解 MGF 缓解 MPTP 诱导的帕金森斑马鱼幼鱼的分子机制，进行了转录组分析。首先，分析了文献中报道的与 PD 相关的基因趋势，随后对所有基因进行了非靶向分析，筛选了差异表达基因，并利用 GO 和 KEGG 进行了基因功能和代谢通路的富集分析。2.3.1. 与 PD 相关的基因趋势
通过 KEGG 数据库，发现了如 snca、prkn、uchl1、pink1、dj-1、lrrk2、atp13a2、gigyf2、htra2、pla2g6、fbxo7、vps35、eif4g1、dnajc6、chchd2、vps13c、psap、ptpa、nr4a2 和 mapt 等基因与 PD 的发病机制相关。在本研究中，检测到了 prkn、uchl1、pink1、dj-1、lrrk2、atp13a2、gigyf2、pla2g6、fbxo7、vps35、dnajc6、chchd2、vps13c、psap 和 ptpa 等基因。如表1所示，chchd2、psap、dj-1、lrrk2、fbxo7 和 prkn 等基因在 MPTP 处理组中表达最高，而在对照组中表达最低，而 gigyf2 在对照组中的表达最高，在 MPTP 处理组中表达最低。dnajc6、vps13c、ptpa 和 pink1 在 MGF 联合处理组中表达最高，在对照组中表达最低，而 uchl1 和 atp13a2 在对照组中的表达最高，在 MGF 联合处理组中的表达最低。![]()
2.3.2. 差异基因功能的富集分析
基于筛选标准（P < 0.05，|log2FC| ≥ 1）进行了差异基因表达分析。结果显示，与对照组相比，MPTP 处理组中有 2489 个差异表达基因，其中 1097 个基因上调，1392 个基因下调（图5A）。当比较 MPTP 处理组与 MGF 联合处理组时，发现了 2059 个差异表达基因，其中 1063 个基因上调，996 个基因下调（图5C）。![]()
图 5. 差异表达基因的火山图
（A: 对照组 vs. MPTP 处理组; B: 对照组 vs. MGF 联合处理组; C: MPTP 处理组 vs. MGF 联合处理组）。
2.3.3. 差异基因功能富集分析
为了进一步分析这些差异基因，使用 clusterProfiler (V3.12.0, Vienna) 进行了 GO 和 KEGG 富集分析。GO 功能富集分析（图 S1）显示，对照组与 MPTP 处理组以及 MPTP 处理组与 MGF 联合处理组之间的差异表达基因被注释到 63 个 GO 类别，包括 25 个生物过程、20 个细胞成分和 18 个分子功能。这些富集的差异表达基因主要涉及对刺激的反应、信号传导、生物过程调控、生物调控、细胞过程、代谢过程、膜和膜部分、细胞和细胞部分、细胞器、催化活性以及结合功能等。KEGG 富集分析（图 S2）的结果显示，对照组与 MPTP 处理组之间的差异表达基因主要富集于神经活性配体-受体相互作用、细胞因子-细胞因子受体相互作用、钙信号通路、自然杀伤细胞介导的细胞毒性、半乳糖代谢、唾液分泌、TRP 通道的炎症介质调控、糖酵解/糖异生、类固醇激素生物合成、RIG-I 样受体信号通路等通路。此外，MPTP 处理组与 MGF 联合处理组之间的差异表达基因主要富集于神经活性配体-受体相互作用、钙信号通路、补体和凝血级联反应、细胞因子-细胞因子受体相互作用、细胞粘附分子（CAMs）、淀粉和蔗糖代谢、TRP 通道的炎症介质调控、胰腺分泌、氮代谢、糖酵解/糖异生等通路。此外，这些通路中显著上调和下调的前 10 个基因进行了汇总并列出了表格（详见表 S1-1，对照组与 MPTP 处理组的比较；表 S1-2，MPTP 处理组与 MGF 联合处理组的比较）。结果表明，关键的差异表达基因主要参与神经活性配体-受体相互作用、钙信号通路、细胞因子和细胞因子受体相互作用以及细胞粘附分子（CAMs）通路。讨论
天然产物是来源于植物、动物、微生物和矿物质的物质，具有药理活性。目前，许多植物提取物已展示出神经保护作用，如人参（Panax ginseng）和积雪草（Centella asiatica）就是典型例子。芒果苷（Mangiferin，MGF）是芒果中主要化合物，具有优异的抗氧化活性和神经保护作用。本研究中，暴露于MPTP的斑马鱼表现出运动能力下降和氧化应激水平升高，成功建立了帕金森病（PD）斑马鱼模型。与MGF联合处理后，斑马鱼的自发运动能力显著恢复，游泳距离增加，平均游泳速度加快，死亡率下降，孵化率提高，体长和眼距也接近正常水平。虽然帕金森病的病因尚不完全清楚，但氧化应激通常被认为是关键的病理因素。帕金森病患者脑内脂质过氧化物的积累和抗氧化防御机制的破坏已经得到证实。本研究中，MPTP处理显著降低了斑马鱼中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性和谷胱甘肽（GSH）含量，反映出PD斑马鱼模型中抗氧化系统功能减弱。而MGF联合处理显著增加了SOD、CAT活性和GSH含量，接近对照组水平，表明MGF对PD斑马鱼模型中的氧化应激具有缓解作用。这些结果表明，MGF可以恢复延迟发育、提高孵化率和生存能力，缓解运动功能障碍，维持细胞稳态。这与先前关于MGF神经保护作用的研究结果一致。帕金森病是一种与年龄相关的神经退行性疾病，与表型和基因型变异广泛相关。先前研究发现，MGF可以减轻运动缺陷并提高MPTP诱导的帕金森病小鼠黑质中酪氨酸羟化酶的表达。在线粒体中，MGF可以减少Drp1的表达，逆转与线粒体自噬相关的蛋白质表达，包括PINK1、Parkin、NIX、BNIP3、FUNDC1和p62。研究表明，lrrk2和vps35突变可导致常染色体显性形式的帕金森病。vps35在胚胎早期的高表达表明其参与神经发育。果蝇研究表明，vps35功能的丧失会损害神经递质的释放。此外，关于vps35突变与PD的关联性综述指出，vps35突变会影响线粒体稳态，导致线粒体功能障碍。vps35作为上游调节因子，能够调控lrrk2的活性，诸如vps35 [D620N]的突变会导致lrrk2激酶的过度激活，进而促进帕金森病的发生。在本研究中，MPTP处理显著降低了vps35的表达，而在三组处理之间，lrrk2的表达并未显示显著差异。这表明，vps35的高表达可能会抑制lrrk2激酶的过度激活，这与Mir等人的研究结果一致。Lu等人的研究表明，在小鼠模型中过表达chchd2可以缓解MPP+诱导的线粒体功能障碍，并防止多巴胺能神经元的丧失。在我们的研究中，MPTP处理组中chchd2的表达水平显著高于MGF联合处理组，两组的表达水平均显著高于对照组。最初，chchd2被鉴定为与presenilin-1相互作用的蛋白质，后续研究表明PSAP是一种线粒体蛋白，其在细胞培养中过表达可诱导凋亡。研究表明，psap突变在亚洲（尤其是中国和日本）和英国的帕金森病患者中更容易引发疾病，亚洲人群的发病率较高。在本研究中，MPTP处理组的psap表达水平显著高于MGF联合处理组和对照组。同样，dj-1已被证明可以保护细胞或动物模型免受氧化应激的损害。dj-1的过表达可以防止氧化损伤，而缺失dj-1会导致细胞内活性氧的显著积累，从而增加由氧化应激引起的细胞死亡。Hayashi及其同事指出，dj-1是维持线粒体复合物I活性的重要线粒体蛋白。我们的研究发现，MPTP处理组中dj-1的表达水平显著高于MGF联合处理组和对照组，表明MPTP在斑马鱼中引起了显著的氧化应激，dj-1被激活以维持体内平衡。此外，Huang等人指出，fbxo7作为支架蛋白在蛋白质稳定性中发挥作用，并通过其共伴侣活性稳定pink1，从而维持线粒体稳态和基本细胞功能。关于prkn突变在帕金森病中的作用存在争议；一些研究表明，prkn功能的丧失会干扰线粒体降解并导致多巴胺能神经元的丧失，而其他研究则未发现prkn突变与帕金森病风险之间有显著关联。在我们的研究中，这三个基因的表达水平没有显示出显著差异。在MPTP处理组中，chchd2、psap、dj-1和fbxo7的表达水平最高，且chchd2、psap和dj-1的表达水平显著高于MGF联合处理组，表明MGF可能通过缓解MPTP诱导的氧化应激，减轻线粒体损伤，从而维持细胞平衡。Guella等人开发了一种gigyf2缺陷的斑马鱼模型，发现gigyf2功能的丧失并未导致斑马鱼胚胎间脑多巴胺能神经元簇的显著细胞丧失，这表明多巴胺神经元的分化不依赖于gigyf2。此外，他们的研究还表明，gigyf2缺陷并不会增加间脑多巴胺能神经元簇对MPP+的敏感性。Xie等人的研究表明，敲除gigyf2表达显著改善了糖尿病相关的认知功能障碍、超微结构病变和异常神经行为改变，这表明gigyf2的过表达可能促进糖尿病相关的认知功能障碍的发展。在我们的研究中，gigyf2在对照组中的表达最高，而在MPTP处理组中表达最低，三组处理之间存在显著差异。这表明，降低gigyf2的表达水平可能是机体为缓解帕金森病症状的反应。先前的研究已经证实，dnajc6 和 atp13a2 表达水平的下降会损害细胞自噬过程，从而导致 α-突触核蛋白的积累并引发帕金森病症状。然而，我们目前的研究发现，经过 MPTP 处理后，dnajc6 的表达显著上调，而 atp13a2 的含量明显减少。这一发现非常有趣，特别是考虑到关于 atp13a2 和 dnajc6 之间相互作用及其在 α-突触核蛋白积累中的作用的研究较少。因此，我们的研究结果突显了进一步阐明这种关系的必要性。Suzanne 等人的研究发现，vps13c 功能的丧失是导致常染色体隐性早发型帕金森病的原因，其特征是进展迅速且症状严重。vps13c 通过神经内溶酶体通路调节线粒体功能，其沉默会加剧线粒体自噬。在本研究中，MPTP 诱导了 vps13c 的高表达，可能是作为一种应激反应来抑制线粒体自噬。此外，MGF 可能会放大这种应激反应。由 PTPA 突变引起的帕金森病较为罕见。Christina 等人报道了一种与 PP2A 磷酸酶活化受损相关的 PTPA 双等位基因变异，这种变异导致常染色体隐性早发型帕金森病，伴有智力障碍。在本研究中，三种处理组之间的差异并不显著，表明 MPTP 在斑马鱼中诱导的神经系统损伤可能与这些基因无关。先前的研究表明，pink1 在多个线粒体过程中发挥关键作用，特别是在维持呼吸链功能和线粒体质量控制通路方面，这与多种神经退行性疾病有关。pink1 缺失的小鼠表现出多巴胺释放障碍和线粒体呼吸功能下降，尤其是在老年动物中。在本研究中，pink1 在 MGF 共处理组中的表达显著高于对照组，表明 MGF 可能在维持多巴胺释放和线粒体呼吸链功能方面具有一定作用。uchl1 突变在帕金森病中的作用存在争议。Su 等人在果蝇中的研究表明，uchl1 的丧失抑制了缺少 pink1 或 Parkin 的果蝇中的帕金森症状。同样，Kim 等人的研究发现，uchl1 的突变形式 nt-uchl1 对帕金森症状具有抑制作用。然而，另一项小鼠研究发现，uchl1 敲除小鼠表现出突触前终端的完全退化，突触传递受损，逐渐瘫痪，最终早期死亡，这与 Su 和 Kim 的发现不一致。在本研究中，uchl1 的表达在对照组中显著高于 MPTP 处理组和 MGF 共处理组，表明其在斑马鱼帕金森病模型中的作用需要进一步验证。pla2g6 敲除的果蝇表现出运动和睡眠障碍，伴随多巴胺能神经退行性病变，类似于帕金森病患者。pla2g6 基因的突变会导致婴儿神经轴索营养不良，进而引发严重的运动和智力障碍，并导致婴儿早期死亡。研究还表明，双等位基因 pla2g6 突变导致早发型帕金森综合征，伴随强直、锥体征、小脑征、肌张力障碍和认知功能障碍。在本研究中，pla2g6 基因的表达在 MPTP 组中最高，而在 MGF 共处理组中最低，三者之间存在显著差异，这可能是由于 pla2g6 的高表达抑制了 MPTP 引起的神经损伤。通过分析与帕金森病发病机制相关的基因，研究发现 vps35 对 lrrk2 的调控作用可能是 MGF 抑制帕金森病症状的关键。此外，靶向 chchd2、dj-1 和 vsp13c 等基因可能有助于缓解线粒体氧化损伤，这应成为未来研究 MGF 抑制帕金森病功效的重点方向。除了对已知影响帕金森病（PD）发病机制的基因进行分析外，我们还对所有基因进行了非靶向分析。差异表达基因的功能富集分析表明，在两组之间最显著的通路是神经活性配体-受体相互作用、钙信号通路以及细胞因子-细胞因子受体相互作用。有证据表明，神经活性配体-受体相互作用通路在调控基因表达和神经功能中起着重要作用。在PD果蝇模型中，α-突触核蛋白诱导的微RNA失衡影响了这一通路的功能。钙信号传导则影响神经细胞生物学的各个方面，钙（Ca2+）稳态的破坏可能导致α-突触核蛋白聚集。此外，研究还表明，PD与促炎因子的失调密切相关，尽管炎症与PD特定症状之间的潜在机制尚不完全清楚。然而，炎症在神经退行性病变中的作用已被广泛证实。这表明，芒果苷（MGF）可能通过与这些通路的密切相互作用，改善MPTP诱导的斑马鱼PD模型。除了上述通路外，我们的研究还涉及与酪氨酸羟化酶-多巴胺（TH-DA）通路相关的基因。酪氨酸羟化酶（TH）表达异常是PD发病的关键标志。TH 催化酪氨酸转化为左旋多巴（L-DOPA），后者进一步转化为多巴胺。TH 不仅是该过程的第一步，还是儿茶酚胺生物合成的限速步骤，其表达和活性直接调节多巴胺的合成。研究表明，DJ-1通过调节CaMKKβ / CaMKIV / CREB1的活性促进TH的表达。在DJ-1敲除的小鼠中，黑质中的TH水平显著降低。此外，DNAJC12通过与TH结合，稳定其构象。与DJ-1不同，PSAP与神经黑素呈正相关，而与TH水平呈负相关。LRRK2过表达可能通过与多巴胺神经元丢失无关的机制下调酪氨酸代谢活性。全长野生型PINK1的过表达可以下调TH的表达和多巴胺的含量，而三种与PD相关的PINK1突变的过表达则上调了TH和多巴胺的水平，增加了神经元对氧化应激的易感性，导致其退化。LRRK2和PINK1对TH表达的相反作用表明，这些基因之间的功能平衡可能在调节TH-DA通路中起重要作用。此外，研究表明，斑马鱼胚胎中去除gigyf2功能不会导致多巴胺能神经元簇的显著丧失，表明gigyf2对多巴胺能神经元分化不是必需的。在我们的研究中，MGF被发现能够维持斑马鱼中各种基因的稳态表达，从而抑制PD的进展。多巴胺在神经退行性病变中起着双重作用：一方面，多巴胺能神经元的丧失是神经退行性疾病的一个关键指标；另一方面，过量的多巴胺及其代谢物可能对神经元产生毒性作用。因此，维持适当的多巴胺水平对于控制神经退行性病变至关重要。在本研究中，MGF通过调节基因表达显示出维持多巴胺能神经元稳态的潜力。然而，尚不清楚MGF是否通过影响TH或其他与神经退行性疾病相关的蛋白诱发疾病，仍需进一步研究。原文网址：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0753332224012721
