靶向UCP2的小分子化合物B355252通过调控线粒体融合与抑制铁死亡缓解脑出血损伤的作用及机制研究

《Molecular Neurobiology》：B355252 Targets UCP2 to Rescue Intracerebral Hemorrhage-Induced Injury by Promoting Mitochondrial Fusion and Inhibiting Ferroptosis

本研究针对脑出血(ICH)高死亡率、高致残率且缺乏有效疗法的临床难题，探讨了小分子化合物B355252通过靶向线粒体解偶联蛋白2(UCP2)调控线粒体动力学（上调MFN2/抑制FIS1）、维持线粒体膜电位(JC-1检测)、抑制氧化应激（降低MDA、提升GSH/GSSG比值）和铁死亡（调控GPX4/SLC7A11/ACSL4通路）的神经保护机制。研究证实B355252可将治疗时间窗延长至8.5小时（TEM及行为学验证），为ICH治疗提供了新型靶向策略。

　　

当脑血管突然破裂，血液涌入大脑组织，便会引发一种极为凶险的卒中类型——脑出血(Intracerebral Hemorrhage, ICH)。这种疾病发病急、进展快，死亡率与致残率居高不下，给患者家庭和社会带来沉重负担。尽管医学界对ICH的病理机制已有不少认识，但有效的治疗手段依然匮乏。目前临床干预强调“时间就是大脑”，治疗时间窗通常被限制在发病后的6小时内，然而许多患者因送医延迟等原因错失良机。因此，探寻能够延长治疗时间窗、且作用机制新颖的有效药物，成为该领域的研究热点。

在这一背景下，一种名为B355252的小分子化合物进入了科学家的视野。既往研究表明，B355252具有良好的血脑屏障通透性，并在对抗氧化应激方面展现出神经保护潜力。但是，它能否对抗ICH造成的严重脑损伤？其背后的分子机制是什么？最关键的是，它的治疗时间窗能否突破现有的6小时限制？为了回答这些问题，由Bo Han、Changsheng Ma、Yongping Liu等作为共同第一作者，Maotao He教授领导的研究团队在《Molecular Neurobiology》上发表了他们的最新研究成果。该研究系统阐明了B355252通过靶向线粒体解偶联蛋白2(Uncoupling Protein 2, UCP2)，重塑线粒体动态平衡，进而抑制铁死亡(Ferroptosis)，最终显著改善ICH后神经功能损伤的全新机制，并将治疗时间窗成功延长至8.5小时。

为开展本研究，研究人员主要运用了以下几项关键技术：通过胶原酶VII-S注射至C57BL/6J小鼠右侧纹状体构建ICH动物模型；利用激光散斑成像技术动态监测脑血流量变化；采用透射电子显微镜(TEM)观察线粒体超微结构；通过Western blot、免疫荧光染色分析UCP2、MFN2、FIS1及铁死亡相关蛋白（GPX4、SLC7A11、ACSL4等）的表达；运用分子对接技术模拟B355252与UCP2的相互作用；并通过改良神经功能缺损评分(mNSS)、转角实验、Y迷宫、旷场实验(OFT)和转棒实验等一系列行为学测试综合评价神经功能恢复情况。

B355252减轻ICH诱导的神经损伤

研究首先证实了B355252的治疗效果。在胶原酶诱导的ICH小鼠模型中，B355252治疗显著降低了血肿体积和脑水肿含量。组织学分析（H&E和Nissl染色）显示，治疗组小鼠脑组织细胞空泡化、核固缩和细胞溶解明显减少，尼氏体数量增多。激光散斑成像表明B355252改善了因血肿压迫导致的局部脑血流障碍。更重要的是，一系列神经功能评估（包括mNSS评分、转角测试、转棒测试、Y迷宫和旷场实验）一致表明，经B355252治疗后，小鼠的运动能力、协调性、认知功能和探索行为均得到显著改善。这些结果综合证明B355252能有效缓解ICH引起的神经损伤。

B355252保护ICH后线粒体结构和功能

机制探索从细胞能量工厂——线粒体开始。透射电镜结果揭示了ICH后神经元线粒体嵴结构严重破坏，而B355252处理则显著保留了线粒体嵴的完整性，并减轻了线粒体分裂。

进一步的JC-1探针检测发现，B355252恢复了受损的线粒体膜电位。由于线粒体膜电位崩溃会加剧电子传递链(ETC)的电子泄漏，导致活性氧(ROS)爆发，研究团队通过DHE染色证实B355252确实能显著抑制ICH诱导的ROS生成。Western blot分析显示，B355252调控了线粒体动力学关键蛋白的表达，即上调融合蛋白MFN2，同时抑制裂变蛋白FIS1。此外，对脑组织氧化应激标志物的检测发现，B355252提高了谷胱甘肽(GSH)/氧化型谷胱甘肽(GSSG)的比值和总抗氧化能力(TAC)，降低了丙二醛(MDA)含量，提升了超氧化物歧化酶(SOD)活性。这些证据表明，B355252通过维持线粒体稳态来增强脑组织对抗氧化应激的能力。

B355252靶向UCP2保护ICH后结构和功能

那么，B355252是如何调控线粒体的呢？研究人员将目光投向了线粒体内膜上的关键蛋白UCP2。免疫荧光和Western blot结果显示，ICH后UCP2表达显著下调，而B355252治疗能在24小时内恢复其水平。分子对接分析给出了更直接的证据：B355252与UCP2蛋白具有高亲和力结合，结合能为-7.6651 kcal/mol，提示二者存在直接相互作用。

为了验证UCP2是否是B355252发挥作用所必需的，研究使用了UCP2基因敲除(UCP2-KO)小鼠。结果发现，在UCP2-KO小鼠中，B355252缩小血肿体积、改善线粒体稳态（调控MFN2/FIS1）的能力均被显著削弱。在体外实验中，使用UCP2特异性抑制剂Genipin同样逆转了B355252降低ROS和恢复线粒体膜电位的保护作用。这些结果强有力地证明，B355252的神经保护作用依赖于其对UCP2的靶向调控。

B355252靶向UCP2减轻ICH后的铁死亡

铁死亡是一种铁依赖性的、以脂质过氧化为特征的细胞程序性死亡方式，在ICH后继发性神经损伤中扮演关键角色。研究显示，B355252能够逆转ICH引起的转铁蛋白受体1(TFR1)下调和铁蛋白(Ferritin)上调，提示其改善了细胞内铁代谢紊乱。进一步的体外实验表明，Genipin削弱了B355252抑制脂质过氧化（通过C11 BODIPY荧光强度、GSH/GSSG和MDA评估）的作用。为了确认UCP2在B355252抗铁死亡中的核心地位，研究人员检测了WT和UCP2-KO小鼠脑组织中铁死亡关键蛋白的表达。在WT小鼠中，B355252阻止了SLC7A11和GPX4的下调，并降低了ACSL4的表达，有效抑制了铁死亡。然而，在UCP2-KO小鼠中，B355252的这些调节效应几乎消失。行为学测试（Y迷宫和旷场实验）也印证了这一点：B355252对UCP2-KO小鼠认知和运动功能恢复的促进作用明显弱于WT小鼠。这表明UCP2是B355252调控铁死亡和氧化应激不可或缺的靶点。

探索B355252在ICH中的有效治疗时间窗

研究的另一大亮点在于对治疗时间窗的探索。通过在不同时间点（最晚至8.5小时）给予B355252，研究人员发现即使延迟给药，依然能观察到UCP2水平的恢复、血肿体积的减小以及脑水肿的改善。行为学测试也证实，延迟治疗能促进神经功能的长期恢复。此外，安全性评估显示，治疗剂量的B355252未对主要器官（心、肝、脾、胃、肾）产生毒性作用，生化指标也无显著波动，证明了其良好的生物安全性。

本研究首次揭示了B355252作为一种新型UCP2激动剂，在ICH治疗中的双重保护机制：一方面通过靶向UCP2，促进线粒体融合（MFN2↑）、抑制过度分裂（FIS1↓），维持线粒体结构和功能完整性，从而减少ROS生成；另一方面，通过UCP2依赖的方式，稳定铁代谢，抑制脂质过氧化，最终有效遏制铁死亡的发生。尤为重要的是，该研究将ICH的药物干预时间窗从传统的6小时成功延长至8.5小时，为临床治疗提供了更广阔的机会。这种通过调控线粒体动力学核心节点UCP2来同时改善能量代谢和氧化应激的协同策略，为开发针对ICH及其他相关神经系统疾病的新型神经保护药物开辟了富有前景的方向。