申雄通脉颗粒通过激活PI3K/Akt信号通路抑制神经细胞凋亡,从而改善缺血性中风的症状

《Brain Research Bulletin》:Shen-Xiong-Tong-Mai granule suppresses nerve cell apoptosis to ameliorate ischemic stroke via activating PI3K/Akt signaling pathway

【字体: 时间:2025年12月24日 来源:Brain Research Bulletin 3.7

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  本研究通过构建缺血性脑卒中动物模型和细胞模型,结合UPLC-MS技术鉴定出22种活性成分,并利用网络药理学分析发现其通过激活PI3K/Akt通路抑制神经细胞凋亡,有效改善脑缺血损伤。结果提示SXTMG具有多靶点协同作用机制,为临床应用提供了理论依据。

  
缺血性卒中(IS)作为中国最常见的中风类型,占所有卒中病例的60%-80%。传统中药复方 Shen-Xiong-Tong-Mai Granule(SXTMG)在临床中已被证实能改善卒中患者的神经功能指标,但其作用机制尚未完全明确。本研究通过整合动物模型、细胞实验和系统生物学分析,首次揭示了SXTMG通过激活PI3K/Akt信号通路抑制神经细胞凋亡的分子机制。

在动物实验部分,研究者构建了MCAO(大脑中动脉阻塞)大鼠模型,模拟缺血再灌注损伤。结果显示,预先给予SXTMG的 rats在TTC染色中显示缺血区域面积显著缩小(较模型组减少约35%),脑水肿体积降低28%,神经功能评分提升42%。组织病理学分析表明,SXTMG处理组的海马CA1区神经元损伤程度较模型组降低52%,Nissl染色显示神经元核质比恢复至正常水平的78%。

活性成分鉴定采用超高效液相色谱-串联质谱联用技术(UPLC-MS/MS),成功鉴定出22种关键成分。其中,丹酚酸(Danshensu)、丹参酮(Tanshinones)系列化合物和川芎嗪(Chuanxiong rhizoma)相关成分被证实具有显著抗氧化活性。质量控制显示主要成分含量符合《中国药典》标准,特别是丹酚酸和川芎嗪的检测值分别为2.34%和3.31%,确保了实验样本的稳定性。

网络药理学分析构建了包含89个共同靶点的分子网络,其中AKT1、BCL2、CASP3等关键节点与缺血性损伤密切相关。通过STRING数据库构建的蛋白质相互作用网络显示,PI3K/Akt通路相关蛋白形成高度连接的亚网络(节点数占比达41%),这为后续实验验证提供了理论依据。

体外实验部分采用HT22神经细胞建立OGD/R(缺氧复氧)模型,证实SXTMG在40-160 μg/mL浓度范围内具有最佳保护效果(细胞存活率提升至92%±3%)。Western blot分析显示,SXTMG干预组p-PI3K和p-AKT磷酸化水平较模型组分别上调1.8倍和2.3倍,同时抑制BAX(1.5倍)和Caspase9(1.4倍)的活化。免疫荧光共定位显示PI3K/Akt复合体在细胞膜和细胞质中的表达量显著增加。

机制研究进一步发现,当PI3K抑制剂LY294002(25 μM)阻断该通路时,SXTMG的神经保护效果完全丧失(细胞存活率下降至78%±5%),且Bcl-2/Bax蛋白比值从1.2降至0.6。这种剂量依赖性的抑制效应证实了PI3K/Akt通路的核心地位。同时,抗氧化酶SOD活性提升37%,MDA含量降低29%,表明SXTMG通过双重机制(信号通路调节+抗氧化)发挥作用。

临床转化方面,研究建立了从动物模型到细胞实验的剂量转化模型(60 kg体重的等效剂量为0.3 mg/kg)。虽然SXTMG已显示出显著的神经保护效果,但仍有三个关键问题需要解决:1)复方中多成分的协同作用机制;2)血脑屏障穿透效率(目前仅12%的成分能通过血脑屏障);3)长期用药的毒副作用评估。这些挑战为后续研究指明了方向,特别是需要开发新型递送系统提高有效成分的生物利用度。

该研究首次系统整合了传统复方与现代药理学技术,为中药复方的作用机制研究提供了新范式。其核心创新点在于:1)通过UPLC-MS/MS技术实现复方复杂成分的精准鉴定;2)建立"靶点-成分-通路"三维分析模型;3)发现PI3K/Akt通路与凋亡通路的协同调控机制。这些成果不仅验证了SXTMG的临床疗效的科学性,更为中药现代化研究建立了标准化技术路径。

在治疗策略上,研究提出"三级干预"理论:急性期通过PI3K/Akt通路抑制凋亡(起效时间<6小时),亚急性期促进抗氧化酶活性(作用时间6-72小时),慢性期通过神经重塑恢复功能。这种时空分期的治疗策略与临床实践高度契合,特别是对超早期(4.5小时内)和超晚期(>72小时)患者的治疗具有指导意义。

未来研究可聚焦于三个方向:1)开发基于SXTMG成分的多靶点药物递送系统;2)建立不同物种间的剂量转化模型(目前仅验证于大鼠);3)开展临床试验验证长期疗效和安全性。特别是需要解决复方中活性成分的相互作用问题,例如丹酚酸与川芎嗪的协同效应是否通过PI3K/Akt通路介导,这将是机制研究的关键突破点。

本研究对中医药现代化具有重要启示:通过系统生物学技术解析复方作用机制,既能保留传统复方多成分协同的优势,又能建立符合现代医学规范的研发体系。这种"传统经验+现代科学"的研究模式,为其他中药复方的机制研究提供了可复制的方法论框架。
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