小胶质细胞异常活化介导的神经炎症反应以释放细胞因子、趋化因子和自由基等损伤神经元和破坏神经功能为主要特征,在多种神经退行性疾病(Neurodegenerative Diseases, NDD)、脑缺血和脑外伤等中枢神经系统疾病的发病过程中具有重要的作用,因此抑制小胶质细胞过度活化,阻断促炎级联信号、抑制炎症反应被认为对上述疾病具有缓解甚至治疗作用。本课题组研究发现,西洋参中特有的一种奥克梯隆型三萜皂苷——拟人参皂苷-F11(pseudoginsenoside-F11, PF11)能够拮抗吗啡和甲基苯丙胺诱导的小鼠自主活动增加、镇痛和疼痛耐受以及条件性位置偏爱,抑制吗啡、甲基苯丙胺和东莨菪碱诱导的小鼠学习记忆能力损伤,抑制APP/PS1转基因小鼠脑内的APP和Aβ1-40表达,并改善其空间参考记忆能力和被动逃避反应能力的降低。本文拟在此基础上,采用激光共聚焦显微成像、高内涵筛选分析、ELISA、RT-PCR和Western-blot等实验技术,深入研究PF11对小胶质细胞活化的抑制和对神经元损伤的保护作用,以阐释PF11对中枢神经系统的多种作用的潜在机制。本研究首先采用脂多糖(Lipopolysaccharide, LPS)诱导小胶质细胞活化建立体外神经炎症模型,考察PF11抑制小胶质细胞活化的作用与机制。研究结果表明,PF11能够抑制LPS诱导的N9小胶质细胞释放NO、PGE2、TNF-α、IL-1β及IL-6等炎症因子和ROS的生成,其作用机制可能在于：降低TLR4和MyD88的蛋白表达,阻止TLR4/MyD88、TLR4/TAK1复合物的形成；抑制TAK1、IKK-α/β蛋白磷酸化,减少IκBα的磷酸化和降解,阻止NF-κB亚基p65和p50核转位,从而抑制NF-κB信号通路的激活；降低磷酸化MAPKs (p-JNK, p-ERK, p-p38MAPK)和Akt磷酸化蛋白的表达；抑制NADPH氧化酶亚基gp91phox、p40phox、Rac1、p22phox的蛋白表达以及减少p47phox和p67phox亚基膜转位,从而抑制NADPH氧化酶的活性。本研究进一步考察了PF11对神经元的保护作用。在LPS活化的小胶质细胞条件培养液诱导的神经元损伤模型中,PF11能显著逆转LPS条件培养液诱导的原代小鼠、大鼠神经元及SH-SY5Y细胞的存活率降低,提示PF11可能通过抑制小胶质细胞活化释放神经毒性因子发挥间接神经保护作用。在H202诱导神经元氧化应激损伤模型中,PF11能够抑制MDA的生成、增加GSH-Px和SOD的活性,从而提局SH-SY5Y细胞的抗氧化能力,同时下调促凋亡蛋白Bax的表达、上调抗凋亡蛋白Bcl-2表达,提示PF11可能通过抑制氧化应激和抗凋亡发挥对神经元的直接保护作用。综上所述,本研究首次发现PF11能够通过阻断TLR4/MyD88、 TAK1/IKK-α/β/NF-κB、MAPKs和Akt信号通路和降低NADPH氧化酶活性而抑制小胶质细胞异常活化介导的炎症反应作用,同时通过抑制小胶质细胞活化、抗凋亡和抗氧化应激作用保护神经元,说明PF11是非常有潜力的神经保护药物和神经系统疾病治疗药物,同时本研究提示TLR4可能是治疗神经炎症相关疾病的重要靶点。