《Neurochemistry International》：Sanguinarine alleviates pendimethalin-induced neurotoxicity via regulating microglial and neuroinflammatory pathways: An interplay of oxidative stress, apoptosis and microglial polarization
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本研究通过动物实验和计算模型，验证了天然生物碱Sanguinarine（SAN）对Pendimethalin（PMN）诱导神经毒性的保护作用。实验表明，SAN通过抑制微胶质激活、调节炎症通路及抗氧化应激，减少神经细胞损伤和凋亡，其与关键蛋白的强结合能力为机制提供了支持。
张康|卡兰·阿米尔|阿里法·梅赫林|马哈茂德·埃尔·萨法迪|萨迪亚·齐亚|萨利姆·贾米尔|艾哈迈德·埃尔-埃玛姆|赫沙姆·M·哈桑
南京中医药大学第二附属医院
摘要
彭迪甲胺（PMN）是一种强效的农用化学品，已被证实能引起严重的神经损伤。血根碱（SAN）是一种天然提取的生物碱，具有多种生物活性。本研究旨在探讨血根碱对PMN诱导的神经毒性的缓解作用。实验中，32只Sprague Dawley大鼠被分为对照组、仅接受PMN（125 mg/kg）组、同时接受PMN（125 mg/kg）和SAN（15 mg/kg）组以及仅接受SAN（15 mg/kg）组。PMN暴露后，Aif1（iba1）、cd68、TNF-α、IL-10、IL-6、IL-1β、Nos2、Arg1和Trem2的mRNA表达上调，而Tmem119的mRNA表达则受到抑制。神经组织在PMN作用后表现出氧化还原状态的改变，表现为ROS和MDA水平升高，同时HO-1、GPx、CAT、GSR、SOD和GST的活性显著下降。此外，PMN还导致NGF、BDNF、GDNF、Synaptophysin和PSD-95的水平急剧下降。神经组织还出现了严重的形态学变化，包括液泡变性、神经元丢失、小胶质细胞活化、凋亡小体形成、毛细血管淤积以及神经水肿。重要的是，血根碱的补充通过抑制小胶质细胞和炎症通路的活化，并调节氧化还原状态、凋亡指标和组织病理学变化，显著减轻了神经损伤。
引言
除草剂在农业领域被广泛使用，以防止杂草生长（Singh和Singh，2016）。彭迪甲胺（PMN）已成为全球使用量第三大的除草剂（Ni等人，2016）。PMN在地表水中的半衰期为61天，并被归类为“C类”环境致癌物（Doicheya等人，2009；El-Sharkawy等人，2011）。多项研究表明，PMN具有多种不良影响，包括氧化应激和染色体异常（Ahmad和Ahmad，2016；El-Sayed等人，2015）。PMN暴露会导致肝脏组织中的DNA片段化和氧化损伤（Hamed和El-Sayed，2019）。此外，PMN暴露还会引起严重的肝肾功能障碍，包括显著的细胞凋亡和DNA损伤（Ahmad等人，2018）。Meng等人（2021）发现PMN暴露会降低心率并诱发心脏异常。PMN还会导致大鼠骨髓细胞和人类淋巴细胞的基因毒性及细胞凋亡（Ansari等人，2018）。两周的PMN暴露会抑制抗氧化酶的催化活性，并促进雄性大鼠体内自由基的产生（Ahmad等人，2018）。此外，PMN还会导致神经细胞出现双核化、核聚集、神经元退化以及大脑锥体细胞变形（Rana等人，2024）。Tabassum等人（2015）报道了PMN的神经毒性作用，包括神经递质水平的显著紊乱。这些发现强调了需要严格的环境监管、监测以及实验研究，以探索能够减轻PMN对不同器官损害的治疗手段。
植物提取物被广泛用于对抗农药引起的器官损伤（Alzahrani等人，2025；Hassan等人，2025）。血根碱（SAN）是一种从Sanguinaria canadensis根中提取的强效生物碱，具有多种生物活性（Sun等人，2025）。多项实验研究表明，它具有镇痛（Danielewski等人，2025）、抗结肠炎（Xin等人，2025）、抗癌（Sharma等人，2025）和抗氧化（Danielewski等人，2025）作用。然而，目前尚无研究探讨血根碱对PMN诱导的神经毒性的保护作用。因此，本研究通过深入的生化、组织学和计算机模拟分析，探索了血根碱对抗PMN诱导的神经毒性的机制。
伦理考量
本研究的所有程序均严格遵循公认的伦理规范（ARRIVE指南）。实验方案已获得巴基斯坦费萨拉巴德农业大学伦理监督委员会的批准（DGS编号7302/239）。在整个研究过程中，采取了严格的伦理措施以防止动物受到不必要的伤害。所有实验操作均由经验丰富的人员负责管理。
化学物质
PMN（CAS编号40487-42-1）
血根碱可逆转PMN诱导的小胶质细胞活化及炎症反应
与对照组相比，PMN暴露引发了小胶质细胞和促炎反应的活化，这通过Aif1（Iba1）、cd68、TNF-α、IL-10、IL-6、IL-1β、Nos2、Arg1和Trem2的mRNA表达上调得到证实，而Tmem119的mRNA表达则受到显著抑制。然而，PMN与血根碱联合使用通过抑制这些分子的mRNA表达，成功抑制了小胶质细胞的活化及炎症反应。
讨论
农用化学品是已知会对不同生物物种造成器官毒性的强效环境污染物（Sule等人，2022；Hassan等人，2025）。这些化学物质会改变神经系统的多个参数，从而引发神经毒性（Botnaru等人，2025）。然而，天然来源的黄酮类化合物已被证明对农药引起的毒性具有显著的缓解作用（Hayat等人，2025）。本研究提供了关于PMN诱导的神经毒性的全面见解。
结论
总体而言，PMN暴露会导致神经退化、神经炎症和氧化应激。此外，PMN还会通过抑制关键的神经营养因子和加速神经细胞凋亡来损害神经健康。重要的是，血根碱的联合治疗通过调节关键信号通路和氧化还原平衡，显著恢复了神经健康。
CRediT作者贡献声明
萨利姆·贾米尔：撰写初稿。张康：概念设计、软件使用、数据验证、可视化及修订。艾哈迈德·埃尔-埃玛姆：撰写初稿。赫沙姆·M·哈桑：资金获取、数据分析。阿里法·梅赫林：实验设计、方法研究。马哈茂德·埃尔·萨法迪：软件使用、数据管理、概念设计。卡兰·阿米尔：软件使用、方法研究、实验设计。萨迪亚·齐亚：软件使用、数据管理、概念设计
未引用的参考文献
Doicheva等人，2009；Faisal Hayat等人，2025；Hadwan和Kadhum Ali，2018；Klein等人，2011；Lagorce等人，2017；Sirivarasai等人，2021。
利益冲突
无
伦理措施
本研究的所有程序均严格遵循公认的伦理规范（ARRIVE指南）。实验方案已获得巴基斯坦费萨拉巴德农业大学伦理监督委员会的批准（DGS编号7302/239）。在整个研究过程中，采取了严格的伦理措施以防止动物受到不必要的伤害。所有实验操作均由经验丰富的人员负责管理。
资助
本项目得到了沙特阿拉伯King Khalid大学研究与发展系的资助（资助编号RGP2/373/46）。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
作者衷心感谢沙特阿拉伯King Khalid大学研究与发展系提供的充足资助，使得本研究项目得以顺利完成（资助编号RGP2/373/46）。
