电针对帕金森病小鼠中脑黑质SIRT3/FOXO3/SOD2信号通路的影响

doi:10.3969/j.issn.1006-5725.2025.24.004

摘要/Abstract

摘要：

目的基于沉默信息调节因子3（SIRT3）/叉头框蛋白O3（FOXO3）/超氧化物歧化酶2（SOD2）通路研究电针治疗帕金森病（Parkinson′s disease，PD）模型小鼠运动协调能力的作用机制。方法将66只C57BL/6小鼠按随机数字表法分为对照组（Ctrl，n = 15）和造模组（n = 51）。采用MPTP腹腔注射法构建PD协调能力失衡小鼠模型。将MPTP诱导成功的 48只PD模型小鼠按照随机数字表法均分为模型组（MPTP，n = 12）、电针组（EA，n = 12）、抑制剂组（3-TYP，n = 12）、抑制剂＋电针组（3-TYP + EA，n = 12）。其中Ctrl组给予等量生理盐水；MPTP组采用MPTP（30 mg/kg）腹腔注射法构建PD动物模型，每天1次，连续7 d；EA组在MPTP注射后2 h，接受针刺 “风府”“太冲”穴刺激，每天1次，连续14 d；3-TYP组在MPTP腹腔注射前2 h给予3-TYP（10 mg/kg）腹腔注射，3-TYP + EA组小鼠在抑制剂组的基础上，MPTP注射后2 h，接受针刺 “风府”“太冲”穴刺激，每天1次，连续14 d；此外，不加电针的其他小鼠给予捆绑固定 15 min。采用爬杆试验和悬挂试验，观察小鼠运动协调能力；采用免疫组化法检测小鼠中脑黑质TH表达；运用免疫印迹法检测中脑黑质SIRT3/FOXO3/SOD2通路蛋白水平；使用流式细胞术检测小鼠中脑黑质线粒体膜电位（MMP）变化以及活性氧（ROS）水平。结果与Ctrl组比较，MPTP组小鼠爬杆试验总时间明显升高（P < 0.01），悬挂试验评分明显降低（P < 0.01），中脑黑质TH平均光密度值明显降低（P < 0.01），中脑黑质SIRT3、FOXO3以及SOD2含量显著下调（P < 0.01），线粒体膜电位（MMP）明显下降（P < 0.01），ROS水平升高明显（P < 0.01）；与MPTP组比较，EA组小鼠爬杆试验总时间显著减少（P < 0.01），悬挂试验评分明显升高（P < 0.01），中脑黑质中TH平均光密度值增加（P < 0.01），SIRT3、SOD2表达明显升高（P < 0.01），FOXO3含量升高（P < 0.05），MMP明显升高（P < 0.01），中脑黑质ROS流式水平显著降低（P < 0.01）；与MPTP组比较，3-TYP组小鼠各项指标无统计学意义（P > 0.05）；与EA组相比，3-TYP组小鼠爬杆试验总时间增加（P < 0.01），悬挂试验评分明显下降（P < 0.01），中脑黑质TH平均光密度值减少（P < 0.01），中脑黑质SIRT3、SOD2表达明显降低（P < 0.01），FOXO3含量下调（P < 0.05），线粒体膜电位明显降低（P < 0.01），ROS水平明显升高（P < 0.01）；与3-TYP组比较，3-TYP＋EA组SIRT3、蛋白表达升高（P < 0.05），其他上述指标差异均无统计学意义（P > 0.05）。结论电针通过激活SIRT3//FOXO3/SOD2信号通路，抑制ROS的过度聚集，缓解线粒体氧化应激，从而发挥保护中脑黑质TH，改善PD模型小鼠运动协调能力。然而，电针不能完全逆转SIRT3抑制剂的效果。

关键词: 电针, 帕金森病, 线粒体, 沉默信息调节因子3, 叉头框蛋白O3, 超氧化物歧化酶2

Abstract:

Objective Mechanism study of electroacupuncture on improving motor coordination in Parkinson′s disease mice model based on silent mating type information regulation 2 homolog 3/forkhead box protein O3/superoxide dismutase 2（SIRT3/FOXO3/SOD2） pathway. Methods A total of 66 C57BL/6 mice were divided into a control group （Ctrl， n = 15） and a model-establishment group （n = 51） using a random number table. The PD mouse model with impaired coordination was established by intraperitoneal injection of 1-methyl-4-phenyl-1，2，3，6-tetrahydropyridine （MPTP）. Forty-eight successfully MPTP-induced PD model mice were equally divided into four groups using a random number table： the model group （MPTP， n = 12）， the EA group （EA， n = 12）， the inhibitor group （3-TYP， n = 12）， and the inhibitor + EA group （3-TYP + EA， n = 12）.The Ctrl group was given an equal volume of normal saline. The MPTP group received intraperitoneal injection of MPTP （30 mg/kg） once a day for 7 consecutive days to establish the PD animal model.The EA group was given EA stimulation at the "Fengfu" （GV16） and "Taichong" （LR3） acupoints 2 hours after MPTP injection， once a day for 14 consecutive days.The 3-TYP group was given intraperitoneal injection of 3-TYP （10 mg/kg） 2 hours before MPTP injection. The 3-TYP + EA group received EA stimulation at the "Fengfu" （GV16） and "Taichong" （LR3） acupoints 2 hours after MPTP injection on the basis of the treatment for the 3-TYP group， once a day for 14 consecutive days. In addition， other mice not receiving EA were restrained for 15 minutes. The pole test and hanging test were used to evaluate the motor coordination of mice. Immunohistochemistry was employed to detect the expression of tyrosine hydroxylase （TH） in the midbrain substantia nigra of mice. Western blot was used to measure the protein levels of the SIRT3/FOXO3/SOD2 pathway in the midbrain substantia nigra. Flow cytometry was applied to detect changes in mitochondrial membrane potential （MMP） and reactive oxygen species （ROS） levels in the midbrain substantia nigra of mice. Results Compared with the Ctrl group， the MPTP group showed a significantly prolonged total time in the pole test （P < 0.01）， a significantly decreased score in the hanging test （P < 0.01）， a significantly reduced average optical density of TH in the midbrain substantia nigra （P < 0.01）， a significant down-regulation of SIRT3， FOXO3， and SOD2 contents in the midbrain substantia nigra （P < 0.01）， a significant decrease in MMP （P < 0.01）， and a significant increase in ROS levels （P < 0.01）.Compared with the MPTP group， the EA group exhibited a significantly shortened total time in the pole test （P < 0.01）， a significantly increased score in the hanging test （P < 0.01）， an increased average optical density of TH in the midbrain substantia nigra （P < 0.01）， a significant up-regulation of SIRT3 and SOD2 expressions （P < 0.01）， an increased FOXO3 content （P < 0.05）， a significant increase in MMP （P < 0.01）， and a significant decrease in ROS levels in the midbrain substantia nigra （P < 0.01）.There were no significant differences in all the above indicators between the 3-TYP group and the MPTP group （P > 0.05）. Compared with the EA group， the 3-TYP group had a prolonged total time in the pole test （P < 0.01）， a significantly decreased score in the hanging test （P < 0.01）， a reduced average optical density of TH in the midbrain substantia nigra （P < 0.01）， a significant down-regulation of SIRT3 and SOD2 expressions （P < 0.01）， a decreased FOXO3 content （P < 0.05）， a significant decrease in MMP （P < 0.01）， and a significant increase in ROS levels （P < 0.01）.Compared with the 3-TYP group， the 3-TYP + EA group had increased protein expressions of SIRT3 （P < 0.05）， while there were no significant differences in the other above-mentioned indicators （P > 0.05）. Conclusions EA can activate the SIRT3/FOXO3/SOD2 signaling pathway， inhibit the excessive accumulation of ROS， and alleviate mitochondrial oxidative stress， thereby protecting TH in the midbrain substantia nigra and improving motor coordination in PD model mice. However， EA cannot completely reverse the effect of the SIRT3 inhibitor.

Key words: electroacupuncture, Parkinson′s disease, mitochondria, SIRT3, FOXO3, SOD2

中图分类号:

R246.6

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图/表 6

表1

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图2

表2

图3

表3

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项目	Ctrl组	MPTP组	EA组	3-TYP组	3-TYP+EA组	F值
爬杆试验/s	6.85 ± 0.71	16.85 ± 0.80^*	9.73 ± 0.97^#	16.83 ± 1.03^&	13.64 ± 1.70	192.732
悬挂试验/分	5.92 ± 0.29	1.08 ± 0.90^*	5.00 ± 0.74^#	1.08 ± 0.79^&	3.17 ± 0.84	122.055
TH/%	0.18 ± 0.01	0.07 ± 0.01^*	0.14 ± 0.01^#	0.07 ± 0.01^&	0.09 ± 0.10	99.681

项目	Ctrl组	MPTP组	EA组	3-TYP组	3-TYP + EA组	F值	P值
SIRT3	0.75 ± 0.05	0.32 ± 0.06^**	0.58 ± 0.02^##	0.25 ± 0.05^&&	0.44 ± 0.07^△	62.283	0.000 1
FOXO3	0.42 ± 0.01	0.13 ± 0.07^**	0.28 ± 0.07^#	0.12 ± 0.03^&	0.21 ± 0.01	20.733	0.000 3
SOD2	0.77 ± 0.04	0.36 ± 0.03^**	0.66 ± 0.02^##	0.25 ± 0.07^&&	0.38 ± 0.07^△	57.575	0.000 1

项目	Ctrl组	MPTP组	EA组	3-TYP组	3-TYP+EA组	F值	P值
MMP	0.10 ± 0.01	0.31 ± 0.02^*	0.20 ± 0.01^#	0.37 ± 0.05^&	0.30 ± 0.01	48.095	0.000 1
ROS	6 102.00 ± 803.20	17 438.00 ± 1 241.00^*	9 052.00 ± 967.70^#	15 654.00 ± 1 073.00^&	12 841.00 ± 1 301.00	54.601	0.000 1