治疗新方案|复方脑肽节苷脂注射液多靶点治疗机制浮出水面

2021-01-25 11:21 来源:丁香园 作者:
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众所周知,缺血是一个复杂的过程,最终会通过多种途径导致神经元死亡,这些途径包括细胞凋亡、坏死、炎症、免疫调节、氧化应激、兴奋性毒性、线粒体功能障碍。因此,新治疗方案可将针对多种生物学途径的多功能药物考虑在内。

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中国医学科学院基础医学研究所左萍萍教授团队于 2017 年在神经领域核心杂志《NeuropsychiatricDiseaseandTreatment》(IF:2.2)发表了题为「复方脑肽节苷脂注射液通过多种细胞通路减轻大鼠脑缺血再灌注损伤」的研究论文。

本研究对成年雄性 Sprague-Dawley 大鼠进行大脑中动脉闭塞(MCAO)手术 2 小时后再灌注。术后将动物随机分为 5 组(n = 10):假手术组,模型组,复方脑肽节苷脂注射液(CPCGI)低(L)组(0.5 mL/kg/d),CPCGI 高(H)(1 mL/kg/d)和金纳多(Ginaton)组(50 mg/kg/d,作为阳性对照)。从再灌注开始,每天一次往腹膜内注射媒介物、CPCGI 或金纳多,共持续 14 天,直到动物被处死。假手术组和模型组给与等量的生理盐水。在 MCAO 后 1、3、7 和 14 天进行了全盲的神经功能评估。如前所述,通过一系列改良的神经系统严重程度评分(NSS)测试对神经功能缺陷进行评估,涉及一系列的运动、感觉、反射和平衡测量。苏木精-伊红染色用于测定梗死体积,免疫组织化学分析用于确定缺血性皮层半暗带中 NeuN 阳性神经元的数量。通过免疫印迹法测定凋亡相关蛋白(Bcl-2、Bax、GADD45α)、突触功能相关蛋白(突触素、SNAP25、Syntaxin、Complexin-1/2)、线粒体功能相关蛋白(KIFC2、UCP3)的相对表达水平。

研究结果

1.CPCGI 保护大鼠脑免受缺血性损伤

我们首先研究了 CPCGI 在大鼠局灶性脑缺血中的神经保护作用。再灌注后 14 天,假手术组未发现脑损伤,而模型组存在明显的梗死区域。高剂量的 CPCGI 治疗可将梗死体积从 50.5% 显著地降低至 32.9%,并且在接受 MCAO 的大鼠中,使用金纳多治疗也观察到了相似的效果(图 1A 和 B)。我们发现在 NSS 和脱胶实验中,CPCGI 可改善 MCAO 后的神经功能。模型组中的大鼠表现出最高的神经功能缺陷评分;而与模型组相比,再灌注 14 天后给予 CPCGI 的大鼠的神经功能缺陷评分明显更低(图 1C)。再灌注后 14 天,与模型组(93.5 秒)相比,暴露于高剂量 CPCGI 的大鼠花费更短的时间(48.2 秒)脱胶(图 1D)。此外,给予 CPCGI 治疗可预防再灌注后缺血性皮层半暗带的 NeuN 阳性神经元的丢失(图 2)。因此,CPCGI 治疗可以保护大脑免受 MCAO 后的缺血损伤。

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图 1 CPCGI 保护 MCAO 大鼠脑缺血再灌注后免受脑损伤。

图注:(A)再灌注 14 天后,用苏木精-伊红染色测定的梗死体积示意图;(B)定量评估实验组的梗死体积比;(C)NSS 评分;(D)再灌注后粘合剂去除评估。数据表示为平均值±标准差,*P<0.001 比假手术组。#P<0.05,##P<0.01 比模型组;n = 8-10。

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图 2 CPCGI 预防了 MCAO 后大鼠缺血性皮质半暗带中 NeuN 阳性神经元的丢失。

图注:(A)缺血性皮质半暗带中 NeuN 标记的免疫组织化学图像的示意图;(B)实验组的 NeuN 阳性细胞的定量(放大 40 倍,比例尺 = 20µm)。数据表示为平均值±标准差,*P<0.001 比假手术组。#P<0.05,##P<0.01 比模型组。

2.CPCGI 消除缺血性皮层中 MCAO 诱导的凋亡

凋亡是导致缺血后神经元细胞死亡的主要生物学过程。为了明确凋亡在 CPCGI 介导的神经保护中的作用,通过免疫印迹法检测缺血性皮层中凋亡相关蛋白(Bcl-2、Bax、GADD45α)的水平。再灌注后,发现 Bcl-2/Bax 的比例从 1.43 显著降低至 0.65,GADD45α 的相对表达高了 5.21 倍(图 3)。高剂量的 CPCGI 治疗可逆转 MCAO 对 Bcl-2/Bax 和 GADD45α 的诱导作用,表明 CPCGI 在 MCAO 再灌注损伤中具有抗凋亡特性。

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图 3 在缺血性皮质中 CPCGI 抑制了 MCAO 诱导的凋亡。

图注:(A)Bcl-2/Bax 比值;(B)GADD45α 蛋白表达水平。数据表示为平均值±标准差,*P<0.001 比假手术组。#P<0.05,##P<0.01 比模型组;

3.CPCGI 改善缺血性皮层的突触功能

维持神经元的正常生理功能通常需要功能性突触活动。本研究探讨 MCAO 再灌注后给予 CPCGI 对突触功能的影响。突触素是维持突触的适当结构和功能所必需的蛋白质;MCAO 后 14 天,在缺血性皮层中,缺血再灌注损伤明显降低了突触素的表达水平。这一效应被 CPCGI 部分逆转,尽管并不显著(图 4A 和 B)。功能性突触活动需要足够的能量和适当的突触蛋白表达。

检测 KIFC2、SNARE 复合物、Complexin-1/2 的表达水平,这些蛋白均参与了线粒体逆向轴突运输和神经递质释放的调节。我们发现,与假手术组相比,KIFC2 蛋白在缺血性皮层中的表达水平在 MCAO 大鼠中有显著降低(图 4A 和 F)。此外,MCAO 也降低了 SNAP25 和 Complexin-1/2 的蛋白质水平(图 4A、C 和 E)。给予 CPCGI 治疗部分逆转(了上述改变),这些病理变化和上述所有的蛋白质均表现出一定程度的恢复(正常水平)。此外,MCAO 再灌注对 Syntaxin 的表达水平没有影响(图 4A 和 D)。

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图 4 CPCGI 改善了缺血皮质的突触功能。

图注:(A)突触素、SNAP25、Syntaxin、Complexin-1/2、KiFc2 和 β-肌动蛋白的免疫印迹示意图;(B–F)实验组中蛋白质水平的定量:(B)突触素,(C)SNAP25,(D)Syntaxin,(E)Complexin-1/2,(F)KiFc2。以 β-肌动蛋白为参照,将每个条带的密度标准化。数据表示为平均值±标准差,*P<0.001 比假手术组。#P<0.05 比模型组;

本研究证实,复方脑肽节苷脂注射液(CPCGI)作为多组分、多靶点药物,可以抑制细胞凋亡、改善突触功能并减少线粒体功能障碍,从而对缺血再灌注损伤大鼠起到神经保护作用,并验证了其作为缺血性脑卒中有效治疗方案的临床潜力。

复方脑肽节苷脂注射液可用于治疗脑卒中、老年性痴呆、颅脑损伤、脊髓损伤及创伤性周围神经损伤,治疗脑部疾病引起的功能障碍。

编辑: 来昀韵

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