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为探究脑小血管病(CSVD)的发病机制及治疗策略,研究人员开展了以 Edaravone Dexborneol(EDB)干预慢性脑灌注不足(CCH)小鼠模型的研究。结果发现 EDB 可改善 CCH 小鼠症状及病理机制,或通过 TGF-β1/IL-11 通路调节周细胞纤维化。这为 CSVD 治疗提供了新方向。
在人口老龄化加剧的当下,脑血管疾病成为威胁人类健康的重要因素,脑小血管病(CSVD)就是其中之一。它不仅是引发中风和血管性认知障碍(VCI)的主要原因,还是老年社会中常见的慢性进展性血管疾病。慢性脑灌注不足(CCH)作为 CSVD 的关键病理生理机制,会导致少突胶质细胞死亡、白质病变(WML),进而引发 VCI。然而,目前对于脑周细胞纤维化在 CSVD 病理过程中的具体作用机制尚不明晰,也缺乏有效的治疗手段,这促使科研人员开启了深入探索之旅。
为了解开这些谜团,广东省级人民医院等研究机构的研究人员开展了一项意义重大的研究。他们将目光聚焦于 Edaravone Dexborneol(EDB),这是一种在中国获批的复方制剂,由依达拉奉和右旋冰片按 4:1 的质量比组成。研究人员期望通过研究 EDB 对 CCH 小鼠模型的干预效果,找到治疗 CSVD 的新策略。研究结果令人振奋,EDB 或可成为治疗 CSVD 的新希望。该研究成果发表在《Journal of Translational Medicine》上,为相关领域的研究开辟了新方向。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,构建了 CCH 小鼠模型,通过双侧颈动脉狭窄(BCAS)手术诱导小鼠慢性脑灌注不足。然后,将小鼠随机分组,分别给予不同处理,包括假手术组、CCH 模型组以及不同浓度 EDB 处理的药物组。在检测指标方面,运用二维激光散斑对比分析系统测量脑血流量(CBF);借助磁共振成像(MRI)的扩散张量成像(DTI)技术评估白质纤维的损伤情况;利用行为学测试,如 Morris 水迷宫实验(MWM)、旷场实验(OFT)、杆试验和转棒试验,来检测小鼠的认知功能、运动协调能力和焦虑样行为;通过免疫组织化学染色、免疫荧光染色、Luxol fast blue(LFB)髓鞘染色等技术观察神经元损伤、周细胞纤维化和细胞外基质(ECM)蛋白表达情况;对原代周细胞进行 RNA 测序,筛选关键分子和信号通路,并采用蛋白质免疫印迹法(Western blotting)验证相关蛋白的表达水平。
研究结果如下:
- EDB 改善 CCH 诱导的认知障碍和情绪障碍:通过 MWM 和 OFT 实验发现,中、高浓度的 EDB 可缩短 CCH 小鼠找到平台的逃避潜伏期,增加在目标象限的停留时间和穿越平台次数,减少在旷场边缘的停留时间,增加进入中心区域的次数。这表明中、高浓度的 EDB 能有效改善 CCH 诱导的认知障碍和情绪障碍。
- EDB 减轻 CCH 诱导的神经元损伤:利用神经元标记物 NeuN 评估神经元损伤情况,结果显示 CCH 小鼠海马 CA1 和 CA3 区域以及皮质层 V 的神经元数量明显减少,而中、高浓度的 EDB 可显著改善这些区域的神经元损伤,减少神经元死亡。
- EDB 减轻 CCH 诱导的白质束损伤:MRI DTI 分析表明,CCH 小鼠胼胝体(CC)和外囊(EC)的平均分数各向异性(FA)值降低,而中、高浓度的 EDB 可显著提高 FA 值。LFB 髓鞘染色结果也显示,中浓度 EDB 处理的小鼠白质脱髓鞘评分降低。此外,在海马区域,中浓度 EDB 处理的小鼠 FA 值增加,径向扩散率(RD)值降低,与认知功能的变化相关。这说明中、高浓度的 EDB 可有效减轻 CCH 诱导的白质脱髓鞘。
- EDB 减轻 CCH 后周细胞和 ECM 蛋白的纤维化特征:免疫荧光染色和 Western blotting 检测发现,CCH 小鼠皮质层、胼胝体和海马区域的周细胞 - 肌成纤维细胞转化标记物 α - 平滑肌肌动蛋白(α - SMA)、血小板衍生生长因子受体 β(PDGFRβ)以及 ECM 蛋白 I 型胶原蛋白(COL1A1)表达增加,而中、高浓度的 EDB 可降低这些蛋白的表达。这表明 EDB 可减轻 CCH 后周细胞和 ECM 蛋白的纤维化特征。
- EDB 减轻 CCH 后周细胞和波形蛋白的纤维化特征:研究发现,在不同的共染色区域,周细胞纤维化标记物(α - SMA 或 PDGFRβ)与波形蛋白的表达呈现不同的变化趋势。在胼胝体中,中浓度 EDB 处理对降低波形蛋白表达的效果最为显著。这说明不同的共染色区域会影响波形蛋白的表达,且中浓度 EDB 处理在减轻周细胞纤维化方面可能具有更突出的作用。
- EDB 通过 TGF-β1/SMAD3、IL-11 信号通路调节周细胞的纤维化特征:RNA 测序筛选出关键分子,发现 TGF-β1和 IL-11 在缺氧条件下参与周细胞纤维化。体外实验和体内实验均表明,中、高浓度的 EDB 可下调 p - SMAD3 和 IL-11 的表达,同时降低周细胞纤维化标记物和 ECM 蛋白的表达。这表明周细胞纤维化与 TGF-β1/SMAD3 和 IL-11 的激活有关,中浓度的 EDB 可能通过该通路调节周细胞的纤维化特征。
综上所述,该研究揭示了周细胞介导的纤维化在 CSVD 发病机制中通过沉积 ECM 发挥重要作用。CCH 会导致神经元损伤和白质病变,与周细胞纤维化和 ECM 蛋白变化相关。EDB 可改善 CCH 小鼠的症状和发病机制,降低周细胞和 ECM 蛋白的纤维化特征,这一过程可能受 TGF-β1/SMAD3/IL-11 通路调节。该研究为 CSVD 的治疗提供了新的潜在策略,以 EDB 靶向周细胞纤维化有望成为治疗 CSVD 的新方法,对未来 CSVD 的临床治疗和研究具有重要的指导意义。同时,研究也存在一定局限性,如未使用 TGF-β1/SMAD3/IL-11 通路的抑制剂进一步验证 EDB 的调节作用,后续研究可对此进行深入探索,为 CSVD 的治疗提供更坚实的理论基础和实践依据。