奥扎莫德通过SIRT3/NF-κB/AIM2通路减轻脑出血后炎症损伤的作用研究

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目的:脑出血(Intracerebral hemorrhage,ICH)是死亡率和致残率极高的常见卒中类型。尽管ICH缺乏更为有效的特异性治疗方法,近数十年对于其发生的病理机制的了解也在逐渐加深和扩宽。ICH造成的脑损伤主要包括原发性脑损伤和继发性脑损伤。ICH后数小时内颅内血肿的形成导致的占位效应以及颅内压的急速升高,会对脑组织形成早期损伤。目前临床治疗手段主要集中在减少血肿压迫等原发性脑损伤、颅内压及血压管理,并没有很好地改善ICH的预后。而常驻免疫细胞激活、外周免疫细胞浸润以及炎症因子分泌引起的继发性炎症反应通过加重血肿周围组织的缺血缺氧造成组织的继发性损伤,促进神经功能障碍的进一步恶化。而黑色素瘤缺乏因子2(Absent in Melanoma 2,AIM2)炎症小体作为炎症小体蛋白家族的重要成员,在炎症级联反应中发挥重要作用。针对继发性炎症反应的药物研究可能成为突破ICH治疗瓶颈的重要途径。鞘氨醇1-磷酸作为膜鞘脂的代谢产物,是广泛参与炎症反应的新兴信号分子。胞内的鞘氨醇1-磷酸通过促进泛素连接酶的结合,激活核因子kappa B(Nuclear factorκB,NF-κB)而参与炎症反应的发生。鞘氨醇1-磷酸通过与它的5种类型受体结合发挥作用。因鞘氨醇1-磷酸受体具有调节免疫细胞迁移的潜能,它也作为中枢神经系统炎症性疾病以及脑卒中的候选生物标志物。本研究关注一种新型的选择性鞘氨醇1-磷酸受体激动剂奥扎莫德,探索它在缓解脑出血后神经炎症及促进功能恢复中的作用。方法:1、利用脑立体定向仪对成年雄性小鼠进行纹状体胶原酶VII注射,构建小鼠脑出血模型,再随机把动物分为假手术组、对照组、给药组(0.3mg/kg)和给药组(3mg/kg)。2、对小鼠的运动行为能力、颅内血肿和脑组织水肿情况进行评价:利用小鼠转棒仪和步态分析仪评价不同组小鼠的运动协调能力,利用苏木精—伊红染色法对各组小鼠脑组织切片予以染色,比较血肿面积大小,采用干湿法测定小鼠脑组织的含水量。3、观察奥扎莫德对脑出血后神经炎症反应的影响:通过蛋白免疫印迹法检测神经胶质细胞标记蛋白离子钙结合适配器分子1(Ionized calcium binding adapter,Iba1)和神经胶质纤维酸性蛋白(Glial Fibrillary Acidic Protein,GFAP)的表达水平,利用免疫组织化学染色观察标记蛋白的脑组织定位以及形态变化,利用蛋白免疫印迹法测定AIM2、天冬半胱氨酸特异性蛋白酶(Cysteinyl Aspartate Specific,caspase1)、白细胞介素1β(Interleukin-1β,IL-1β)、沉默信息调节分子(Sirtuin3,SIRT3)、NF-κB蛋白表达的变化以评价炎症激活程度。4、通过脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)作用于小鼠小胶质细胞系BV2模拟细胞炎症模型,同时给予SIRT3抑制剂和奥扎莫德药物处理,观察SIRT3和AIM2炎症小体蛋白的表达变化,进一步剖析奥扎莫德具有神经保护特性的潜在机制。5、统计学分析:使用Graph Pad 8.0软件下的t检验(Student’s t-test)统计方法比较两组和和单因素方差分析(One-way ANOVA)方法比较多组间的定量资料。P<0.05时认为具有统计学意义。结果:1、成功构建了小鼠的脑出血模型,术后小鼠表现出局灶性的神经功能缺损症状。2、与对照组小鼠相比,奥扎莫德治疗组小鼠的运动及协调能力明显改善,表现出减小ICH小鼠的血肿面积的趋势,也减轻了脑水肿的严重程度。3、在体内实验中,奥扎莫德治疗组小鼠灶周脑组织的Iba1、GFAP、及NF-κB蛋白表达下调,SIRT3蛋白表达上调,免疫染色结果提示给药组小胶质细胞和星形胶质细胞的数量减少,细胞形态由激活态转变为静息态。同时奥扎莫德抑制AIM2炎症小体的激活以及促炎性细胞因子的分泌。4、在体外实验中,奥扎莫德提高了LPS处理后BV2细胞的抗炎能力,抑制AIM2蛋白的表达,下调促炎细胞因子IL-1β的分泌,而加入SIRT3抑制剂3-TYP部分逆转了奥扎莫德的抗炎作用,提示药物可能通过促进SIRT3蛋白的表达发挥抗炎作用。结论:本研究的结果表明,奥扎莫德通过调节SIRT3/NF-κB/AIM2通路减轻脑出血后的炎症反应,提供了脑出血临床药物治疗的潜在靶点。
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