三萜类化合物CDDO-Im通过Nrf2/ARE通路改善卒中后抑郁的机制研究

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背景卒中后抑郁(Post-stroke depression,PSD)是卒中后最常见的情绪障碍。PSD的生理病理机制复杂,其中神经免疫炎症机制是目前的研究热点。转录因子NF-E2相关因子/抗氧化反应元件(NF-E2-related factor 2/antioxidant response element,Nrf2/ARE)信号通路是机体抵抗氧化应激和炎症损伤的重要防御机制之一。因此,调控Nrf2/ARE通路可能是治疗PSD的一个有力的靶点。合成的三萜类化合物2-Cyano-3,12-dioxooleana-1,9-dien-28-imidazolide(CDDO-Im)是一种Nrf2激动剂,具有抗炎、抗氧化和神经保护作用。目的观察CDDO-Im在卒中后抑郁大鼠模型中是否具有抗抑郁作用;探讨CDDO-Im对PSD大鼠海马组织氧化应激、炎症反应以及Nrf2/ARE信号传导通路的影响。方法SD大鼠随机分为四组:对照组(Ctrl),对照组+CDDO-Im组(Ctrl+CDDO-Im),卒中后抑郁组(PSD)和卒中后抑郁+CDDO-Im组(PSD+CDDO-Im)。PSD组和PSD+CDDO-Im组给予大脑中动脉栓塞法(MCAO)复制缺血性脑卒中模型,术后7天给予慢性不可预测的轻度应激(CUMS)结合孤笼饲养共4周来复制卒中后抑郁模型,确定PSD大鼠造模成功后给予Ctrl+CDDO-Im组和PSD+CDDO-Im组尾静脉注射CDDO-Im(0.5 mg/kg/day),共7天。造模期间定期进行体重和行为学测试。采用尼氏染色观察大鼠海马区神经元的形态。检测大鼠左侧海马组织匀浆的丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性来评估氧化应激水平。免疫蛋白印迹实验(Western Blot)检测各组大鼠左侧海马组织核蛋白中Nrf2、核因子Kappa B p65(NF-κB p65)及总蛋白中血红素氧化酶l(HMOX1)、NAD(P)H醌氧化还原酶1(NQO1)、白细胞介素1β(IL-1β)和白细胞介素6(IL-6)的相对表达水平。实时荧光定量PCR(q-PCR)检测各组大鼠左侧海马组织中Nrf2 m RNA、IL-1βm RNA和IL-6 m RNA的相对表达水平。免疫荧光观察各组大鼠左侧海马DG区Nrf2蛋白表达水平。结果1.PSD大鼠体重增长缓慢,CDDO-Im干预未见显著改善:第1周,PSD组和PSD+CDDO-Im组大鼠体重显著降低(both P<0.01 vs Ctrl),第5周,PSD组和PSD+CDDOIm组大鼠体重显著降低(both P<0.001 vs Ctrl)。CDDO-Im干预一周后,PSD组和PSD+CDDO-Im组大鼠体重显著降低(both P<0.001 vs Ctrl)。2.CDDO-Im改善了PSD大鼠抑郁样行为:第5周,PSD组和PSD+CDDOIm组大鼠糖水偏好率降低(both P<0.05 vs Ctrl),强迫游泳不动时间增加(both P<0.05 vs Ctrl)。CDDO-Im干预一周后,PSD+CDDO-Im组大鼠的糖水偏好率升高(P<0.05 vs PSD),强迫游泳不动时间减少(P<0.05 vs PSD)。3.CDDO-Im改善了PSD大鼠海马组织形态:PSD组海马各区神经元排列松散,细胞核固缩,海马CA1区(P<0.01 vs Ctrl)、CA3区(P<0.05 vs Ctrl)、DG区(P<0.05 vs Ctrl)的神经元数目都显著降低,PSD+CDDO-Im组海马CA1区(P<0.01vs PSD)、CA3区(P<0.01 vs PSD)神经元数目显著升高,海马结构相对完整。4.CDDO-Im减轻了PSD大鼠海马组织的氧化应激和炎症损伤:PSD组大鼠海马内MDA含量和SOD活性显著升高(both P<0.05 vs Ctrl),PSD+CDDO-Im组大鼠MDA含量和SOD活性显著降低(both P<0.05 vs PSD)。Wertern Blot检测PSD组大鼠海马组织核蛋白中NF-κB p65的表达水平显著升高(P<0.05 vs Ctrl),下游的炎性因子IL-6、IL-1β也显著升高(both P<0.001 vs Ctrl)。PSD+CDDO-Im组核蛋白的NF-κB p65显著降低(P<0.05 vs PSD),下游的炎性细胞因子IL-6、IL-1β蛋白表达水平也显著降低(both P<0.001 vs PSD)。q-PCR检测PSD组大鼠海马IL-6 m RNA(P<0.001 vs Ctrl)和IL-1βm RNA(P<0.01 vs Ctrl)的表达水平增高,PSD+CDDO-Im组IL-1βm RNA(P<0.01 vs PSD)和IL-6 m RNA(P<0.05 vs PSD)的表达水平显著降低。5.PSD大鼠Nrf2/ARE通路被激活,CDDO-Im减弱了PSD大鼠Nrf2/ARE通路的表达:Wertern Blot检测PSD组大鼠核蛋白的Nrf2表达水平显著升高(P<0.05 vs Ctrl),下游的抗氧化酶HMOX1和NQO1表达水平也显著升高(both P<0.01 vs Ctrl),而PSD+CDDO-Im组核蛋白的Nrf2的表达水平显著降低(P<0.01 vs Ctrl),PSD+CDDO-Im组HMOX1(P<0.01 vs PSD)和NQO1(P<0.05 vs PSD)蛋白表达水平也显著降低。q-PCR检测PSD组大鼠海马Nrf2 m RNA表达水平显著升高(P<0.001 vs Ctrl),而PSD+CDDO-Im组Nrf2 m RNA表达水平显著减低(P<0.01vs PSD)。免疫荧光显示PSD组大鼠海马DG区Nrf2阳性表达较多,细胞核内荧光强度较强。PSD+CDDO-Im组大鼠海马DG区Nrf2阳性表达较少且细胞核内荧光强度变弱。结论1.CDDO-Im改善了PSD大鼠的抑郁样行为。2.CDDO-Im可能是通过Nrf2/ARE通路减少PSD大鼠海马组织的氧化应激和炎症损伤来发挥抗抑郁作用。
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