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Folic Acid Rescues Dopaminergic Neurons in MPTP-Induced Mice by Inhibiting the NLRP3 Inflammasome and Ameliorating Mitochondrial Impairment
Journal of Agricultural and Food Chemistry ( IF 5.7 ) Pub Date : 2024-03-07 , DOI: 10.1021/acs.jafc.3c06337 Yina Jia 1 , Jing Li 2 , Yutong Wang 2 , Yiqing Ma 2 , Lei Chen 1 , Huaqi Zhang 2 , Meilan Xue 3 , Hui Liang 2
Journal of Agricultural and Food Chemistry ( IF 5.7 ) Pub Date : 2024-03-07 , DOI: 10.1021/acs.jafc.3c06337 Yina Jia 1 , Jing Li 2 , Yutong Wang 2 , Yiqing Ma 2 , Lei Chen 1 , Huaqi Zhang 2 , Meilan Xue 3 , Hui Liang 2
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Parkinson’s disease (PD) is marked by the degeneration of dopaminergic neurons of the substantia nigra (SN), with neuroinflammation and mitochondrial dysfunction being key contributors. The neuroprotective potential of folic acid (FA) in the dopaminergic system of PD was assessed in a 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP)-induced mouse model. MPTP (20 mg/kg of body weight) was administered to C57BL/6J mice to simulate PD symptoms followed by FA treatment (5 mg/kg of body weight). Behavioral tests, pole, rotarod, and open-field tests, evaluated motor function, while immunohistochemistry, ELISA, RT-qPCR, and Western blotting quantified neuroinflammation, oxidative stress markers, and mitochondrial function. FA supplementation considerably improved motor performance, reduced homocysteine levels and mitigated oxidative damage in the SN. The FA-attenuated activation of the NOD-like receptor thermal protein domain associated protein 3 (NLRP3) inflammasome lessened glial cell activity and reduced neuroinflammation. At the molecular level, FA reduced DNA damage, downregulated phosphorylated p53, and induced the expression of peroxisome proliferator-activated receptor α coactivator 1α (PGC-1α), enhancing mitochondrial function. Therefore, FA exerts neuroprotection in MPTP-induced PD by inhibiting neuroinflammation via NLRP3 inflammasome suppression and promoting mitochondrial integrity through the p53-PGC-1α pathway. Notable limitations of our study include its reliance on a single animal model and the incompletely elucidated mechanisms underlying the impact of FA on mitochondrial dynamics. Future investigations will explore the clinical utility of FA and its molecular mechanisms, further advancing it as a potential therapeutic for managing and delaying the progression of PD.
中文翻译：
叶酸通过抑制 NLRP3 炎性体和改善线粒体损伤来拯救 MPTP 诱导的小鼠中的多巴胺能神经元
帕金森病 (PD) 的特点是黑质 (SN) 多巴胺能神经元的退化，其中神经炎症和线粒体功能障碍是关键因素。在 1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶 (MPTP) 诱导的小鼠模型中评估了叶酸 (FA) 在 PD 多巴胺能系统中的神经保护潜力。将 MPTP（20 毫克/公斤体重）给予 C57BL/6J 小鼠以模拟 PD 症状，然后进行 FA 治疗（5 毫克/公斤体重）。行为测试、杆测试、旋转测试和旷场测试评估运动功能，而免疫组织化学、ELISA、RT-qPCR 和蛋白质印迹则量化神经炎症、氧化应激标记物和线粒体功能。补充 FA 可显着改善运动表现、降低同型半胱氨酸水平并减轻 SN 的氧化损伤。 FA 减弱 NOD 样受体热蛋白结构域相关蛋白 3 (NLRP3) 炎症小体的激活，从而降低神经胶质细胞活性并减少神经炎症。在分子水平上，FA 可减少 DNA 损伤，下调磷酸化 p53，并诱导过氧化物酶体增殖物激活受体 α 共激活剂 1α (PGC-1α) 的表达，从而增强线粒体功能。因此，FA 通过 NLRP3 炎症小体抑制来抑制神经炎症，并通过 p53-PGC-1α 途径促进线粒体完整性，从而在 MPTP 诱导的 PD 中发挥神经保护作用。我们研究的显着局限性包括其对单一动物模型的依赖以及 FA 对线粒体动力学影响的机制尚未完全阐明。 未来的研究将探索 FA 的临床效用及其分子机制，进一步推进其作为控制和延缓 PD 进展的潜在治疗方法。
更新日期：2024-03-07
中文翻译：
叶酸通过抑制 NLRP3 炎性体和改善线粒体损伤来拯救 MPTP 诱导的小鼠中的多巴胺能神经元
帕金森病 (PD) 的特点是黑质 (SN) 多巴胺能神经元的退化，其中神经炎症和线粒体功能障碍是关键因素。在 1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶 (MPTP) 诱导的小鼠模型中评估了叶酸 (FA) 在 PD 多巴胺能系统中的神经保护潜力。将 MPTP（20 毫克/公斤体重）给予 C57BL/6J 小鼠以模拟 PD 症状，然后进行 FA 治疗（5 毫克/公斤体重）。行为测试、杆测试、旋转测试和旷场测试评估运动功能，而免疫组织化学、ELISA、RT-qPCR 和蛋白质印迹则量化神经炎症、氧化应激标记物和线粒体功能。补充 FA 可显着改善运动表现、降低同型半胱氨酸水平并减轻 SN 的氧化损伤。 FA 减弱 NOD 样受体热蛋白结构域相关蛋白 3 (NLRP3) 炎症小体的激活，从而降低神经胶质细胞活性并减少神经炎症。在分子水平上，FA 可减少 DNA 损伤，下调磷酸化 p53，并诱导过氧化物酶体增殖物激活受体 α 共激活剂 1α (PGC-1α) 的表达，从而增强线粒体功能。因此，FA 通过 NLRP3 炎症小体抑制来抑制神经炎症，并通过 p53-PGC-1α 途径促进线粒体完整性，从而在 MPTP 诱导的 PD 中发挥神经保护作用。我们研究的显着局限性包括其对单一动物模型的依赖以及 FA 对线粒体动力学影响的机制尚未完全阐明。 未来的研究将探索 FA 的临床效用及其分子机制，进一步推进其作为控制和延缓 PD 进展的潜在治疗方法。
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