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以高死亡率,高发病率和高致残率为主要特征的脑缺血,给家庭和社会造成了巨大的健康和经济负担,目前临床上针对脑缺血的治疗方法主要有溶栓治疗和血管内血栓切除术,然而,由于狭窄的治疗窗口,这些治疗方法的有效性和安全性在临床实践中受到限制。因此,迫切需要有效医学干预措施来替代,尤其是神经保护药的开发。目的:研究香椿子多酚(Polyphenols of Chinese toon fruits,CTFP)对脑缺血再灌注(cerebral ischemia reperfusion,CIR)损伤大鼠脑梗死体积及神经功能的的影响,筛选出最优保护剂量,并从MAPK和NLRP3炎症小体途径探究CTFP减轻缺血性脑损伤的作用机制。方法:将SD大鼠随机分为假手术组、缺血模型组、溶媒组、CTFP低剂量组(50mg/kg)、CTFP中剂量组(100 mg/kg)、CTFP高剂量组(200 mg/kg)、阿司匹林组(10 mg/kg),通过线栓法建立大鼠大脑中动脉栓塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)模型,除假手术组外,其他大鼠均经过缺血2 h再灌注22 h处理。(1)采用AB-8大孔树脂提取香椿子粗多酚,采用Folin-Ciocalteu试剂法测定多酚含量;(2)TTC染色评价CTFP对脑梗死体积的影响,Zea Longa法和m NSS法评价神经功能;(3)HE染色检测皮层以及海马CA1、CA3、DG区病理状态;(4)免疫印迹检测前额叶皮层(prefrontal cortex,PFC)及海马NLRP3炎症小体通路蛋白(NLRP3、ASC、caspase-1)、MAPK通路蛋白(ERK5、p-ERK5、JNK、p-JNK、ERK1/2、p-ERK1/2、p38 MAPK、p-p38 MAPK)以及焦亡相关分子GSDMD的表达;(5)酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测PFC以及海马NLRP3炎症小体下游炎性因子IL-1β、IL-18的表达;(6)免疫荧光实验检测GFAP(星形胶质细胞特异性标记)、Iba-1(小胶质细胞特异性标记)的表达及形态变化,双标免疫荧光实验检测GSDMD蛋白在神经元的表达;(7)透射电子显微镜观察PFC以及海马亚细胞结构。结果:(1)以没食子酸为标准品,建立标准曲线(y=0.0376x+0.0789;R~2=0.9995),70%乙醇加热回流提取的CTFP含量为41.18%,经过AB-8大孔树脂富集后,70%乙醇部位CTFP的含量为73.33%。(2)TTC结果显示:与假手术组相比,缺血组大鼠脑梗死体积明显增大;与缺血组相比,CTFP低、中、高剂量以及阿司匹林均可以显著减小梗死体积;其中CTFP中剂量组效果优于低、高剂量。(3)Zea Longa评分结果显示:与假手术组相比,缺血模型组大鼠神经功能受损;与缺血组相比,三种剂量CTFP均可以明显改善神经功能;其中中、高剂量改善神经功能效果更好。(4)m NSS评分结果显示:与假手术组相比,缺血组神经功能受损;加用CTFP(100 mg/kg)后,神经功能明显改善。(5)HE结果显示:缺血组皮层及海马CA1、CA3、DG区神经细胞排列紊乱、细胞形态不规则、胞质内有空泡,核固缩;与缺血组比,在给予CTFP后,神经细胞排列相对整齐,空泡减少,核固缩明显改善,细胞数量明显增多。统计结果显示:缺血组皮层、海马CA1区、CA3区及DG区损伤神经细胞百分比较假手术组均有明显增加;CTFP预处理后,损伤神经细胞百分比明显降低。(6)Western Blot结果显示:a.MAPK途径:CTFP减轻了CIR大鼠PFC和海马p38、ERK1/2的磷酸化,促进了ERK5的磷酸化,还减轻了海马JNK的磷酸化;b.NLRP3炎症小体途径:CTFP显著降低了缺血后PFC和海马NLRP3、ASC、caspase-1、GSDMD蛋白的表达。(7)ELISA结果显示:与假手术组相比,缺血后PFC和海马IL-1β及IL-18的表达明显升高;与缺血模型组相比,CTFP组IL-1β及IL-18的表达明显降低。(8)免疫荧光结果显示:CTFP可以改善缺血诱导大脑皮层和海马DG区胶质细胞的活化,而海马CA1及CA3区变化不明显。(9)双标免疫荧光结果显示:GSDMD蛋白主要表达于CI大鼠神经元的胞浆或胞膜,且缺血后皮层和海马各区神经元中GSDMD表达明显增加,CTFP主要抑制了皮层及海马DG区、CA3区神经元中GSDMD的表达。(10)电镜结果显示:CTFP可以改善缺血诱导的神经细胞焦亡,表现为减少细胞内孔洞,抑制质膜溶解和减轻线粒体数目减少。结论:CTFP可以减小CIR大鼠的梗死体积,改善神经功能;其最优保护剂量为100mg/kg;产生保护作用的机制可能与调节PFC及海马MAPK通路、NLRP3炎症小体通路、抑制神经炎症和细胞焦亡有关。