《Neuroscience Letters》:Limited effects of the REV-ERB agonist SR9009 after mouse spinal cord contusion: Reduced acute pathology with unaffected functional recovery and chronic white matter loss
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脊髓损伤小鼠模型中,SR9009通过抑制炎症反应和氧化应激减轻急性病理,但未改善运动功能恢复或长期组织保护。
Lukasz P. Slomnicki|Emily Hodges|Christine Armstrong|Johnny Morehouse|Darlene Burke|Sujata Saraswat Ohri|Thomas P. Burris|Michal Hetman
肯塔基州脊髓损伤研究中心,路易斯维尔大学神经外科系,美国肯塔基州路易斯维尔
摘要
配体调控的转录因子REV-ERBα/NR1D1和REV-ERBβ/NR1D2是具有潜在神经保护作用的靶点。系统性地给予REV-ERB激动剂SR9009已被证明可以减少神经炎症、限制组织损伤,并在多种急性中枢神经系统(CNS)损伤模型中促进功能恢复。为了评估其在脊髓损伤(SCI)中的潜力,我们在小鼠的T9水平诱导了中度挫伤。在损伤后的前7天内,每天腹腔内给予SR9009,剂量为100 mg/kg(分别在ZT1和ZT12时给予两次50 mg/kg的剂量),此时组织损伤最为明显。在SCI后3天,接受SR9009治疗的小鼠表现出血肿减少以及与血脑屏障破坏、炎症和细胞应激反应相关的转录本表达下降。然而,在6周的随访期间,后肢的功能恢复没有变化,且在研究结束时未观察到白质保护的显著差异。这些发现表明,尽管SR9009可以减少某些继发性损伤级联反应的急性激活,但它并不能促进小鼠挫伤性SCI后的长期组织保存或功能恢复。
引言
脊髓损伤(SCI)会引发包括出血、血脑屏障破坏、神经炎症、氧化应激和综合应激反应激活在内的继发性损伤级联反应,这些因素共同加剧了组织损伤和功能下降[1,2]。然而,目前尚无有效的治疗方法来限制这种病理过程[1]。
神经炎症在脊髓损伤(SCI)的发病机制中起着复杂的作用,它不仅会加重继发性损伤,也会促进神经恢复和神经保护[3]。尽管各种抗炎策略在临床前研究中显示出有希望的结果,但这些复杂性阻碍了其成功转化为临床应用[3]。因此,寻找能够选择性抑制神经炎症有害方面同时保留其有益效果的新抗炎靶点对于开发急性SCI的临床可行疗法至关重要。
REV-ERBα/NR1D1和REV-ERBβ/NR1D2是核受体,它们通过ROR响应元件抑制转录并调节昼夜节律、炎症和代谢过程[4]。REV-ERB功能的丧失会促进神经炎症和脑损伤[5]。相反,药理学上的REV-ERB激动剂SR9009[6]可以在多种中枢神经系统损伤模型中减少炎症并提供神经保护,包括全身性脂多糖(LPS)刺激[5]、缺血性中风[7,8]、蛛网膜下腔出血[9]、癫痫持续状态[10]、MPTP诱导的多巴胺能神经毒性[11]、实验性自身免疫性脑脊髓炎[12,13]和创伤性脑损伤[14]。在后者中,SR9009减轻了神经炎症和氧化应激,同时促进了功能恢复,包括认知能力的改善[14]。SR9009还可以缓解炎症和神经病理性疼痛相关的过度敏感[15]。
尽管有这些证据,REV-ERB激动剂在SCI中的治疗潜力仍需进一步探索。因此,我们测试了SR9009是否能在T9水平的中度挫伤性SCI小鼠模型中减轻急性病理反应、改善功能恢复并保护组织完整性。
结果
系统性地给予SR9009可以以昼夜节律和时间依赖的方式调节多种小鼠组织中的CLOCK通路转录本[6]。这包括大脑,因为SR9009能够轻易穿过血脑屏障,在单次腹腔注射后2-8小时内达到血浆/脑浓度的1:1比例[6]。重要的是,虽然SR9009在小鼠体内的半衰期估计不到2小时,但在8小时时观察到的浓度超过了REV-ERBα/β激活的EC50值(670–800 nM)
讨论
所呈现的数据表明,在SCI发生后,SR9009保护了血脑屏障(BSCB),同时减少了至少一些继发性损伤级联反应的激活,包括氧化应激、炎症反应(ISR)和神经炎症。然而,尽管有这些有益效果,但在SCI后7天的治疗期间——这个时间窗口内大部分白质损伤发生——SR9009未能促进功能恢复或提供持久的神经保护。
由于SR9009在多种模型中显示出神经保护作用
动物和T9脊髓损伤
从杰克逊实验室(缅因州巴港)获得了48只WT C57Bl/6J雌性小鼠,并在研究开始前进行了两周的适应期。脊髓损伤的制备方法如前所述[37]。简而言之,8/9周大的小鼠通过腹腔注射400 mg/kg体重的2,2,2-三溴乙醇(Sigma)进行麻醉。使用Lacri-lube眼膏(Allergen,加利福尼亚州尔湾)防止眼睛干燥。诱导了中度挫伤(50 kdyn力/600–650 μm)
意义声明
尽管REV-ERB激动剂SR9009在急性期减少了某些继发性损伤标志物,但它未能改善运动恢复或长期组织保护。
资助声明
本工作得到了美国国立卫生研究院(NS114404,MH和SSO)、Norton Healthcare(MH)以及肯塔基州卓越挑战计划(MH)的支持。
作者贡献声明
Lukasz P. Slomnicki:写作 – 审稿与编辑,撰写原始草稿,可视化,验证,监督,研究,数据分析,概念化。Emily Hodges:方法学,数据分析。Christine Armstrong:方法学。Johnny Morehouse:数据分析。Darlene Burke:软件,数据分析。Sujata Saraswat Ohri:监督,资金获取。Thomas P. Burris:监督,资源提供,研究。Michal Hetman:写作 – 审稿与编辑,写作 –
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
Kariena Andres女士和Russel Howard先生提供了出色的技术支持。