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为改善脑出血治疗现状,研究人员探究外源性线粒体(ExMito)与脂肪间充质干细胞过表达细胞型朊蛋白(Ove?PrPC)联合疗法,发现其效果优于单一疗法。
# 脑出血治疗新曙光:外源性线粒体联合细胞型朊蛋白过表达疗法
在全球范围内,脑卒中已然成为导致死亡和永久性神经后遗症的重要原因之一。其中,出血性脑卒中(HS)虽仅占脑卒中病例的不到 30%,却有着极高的死亡率和永久性神经损伤风险。而脑出血(ICH)作为 HS 的一种常见类型,其治疗手段在过去几十年间几乎没有显著进展。目前标准的治疗方案,无论是手术干预还是强化药物治疗,都难以有效降低患者的死亡率和致残率,这不仅严重影响了患者的生活质量,还极大地限制了他们的社会活动和就业能力。因此,寻找一种安全有效的 ICH 新疗法迫在眉睫。
来自高雄长庚纪念医院等机构的研究人员,为了攻克这一难题,开展了一项极具意义的研究。他们致力于探究外源性线粒体(ExMito)和脂肪间充质干细胞过表达细胞型朊蛋白(Ove?PrPC)联合治疗是否比单一疗法更能有效保护脑出血大鼠的大脑。该研究成果发表在《Journal of Molecular Histology》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在细胞实验方面,利用免疫荧光显微镜(IF microscopy)观察线粒体的转移情况以及细胞内相关蛋白的表达;通过 MTT 细胞活力测定法评估细胞活力;运用 Western blot 分析检测细胞内各种蛋白的表达水平。在动物实验方面,建立大鼠脑出血模型,通过脑磁共振成像(MRI)测量脑梗死面积和脑出血体积;使用角落测试(corner test)评估大鼠的神经功能。
研究结果如下:
- 外源性线粒体在受体细胞中的作用:通过实时定量 PCR 和 Seahorse XF24 细胞外通量分析发现,ExMito能够被受体 N2a 细胞摄取,尤其是在缺氧条件下,且能显著提高细胞的氧消耗率(OCR),增强线粒体呼吸功能。免疫荧光显微镜观察证实,ExMito可以被转移到 N2a 细胞中,并且 ADMSCs 来源的线粒体能够通过隧道纳米管(TNT)转移到 ρ0 细胞(线粒体 DNA 缺失细胞)中。此外,ExMito处理还能显著促进 N2a 细胞的增殖。
- Ove?PrPC在 ADMSCs 中的作用:实验表明,Ove?PrPC在 ADMSCs 中能够显著抵抗H2?O2?诱导的细胞衰老、DNA 和线粒体损伤。同时,它还能上调细胞周期蛋白和细胞增殖相关蛋白的表达,增强细胞活力。具体表现为,在H2?O2?处理的细胞中,Ove?PrPC能够显著降低细胞衰老指标 β - 半乳糖苷酶和 DNA 损伤指标 γ - H2AX 的表达,提高线粒体完整性指标线粒体细胞色素 C 的表达。Western blot 分析也显示,Ove?PrPC能显著上调细胞增殖标记物PrPC和 Ki67 的蛋白水平,下调氧化应激指标 NOX1 和 NOX - 4、线粒体损伤指标 cyclophilin D 和 p - DRP1 以及细胞凋亡指标 cleaved caspase 3、cleaved PARP 和 Bax 的蛋白水平。
- 联合治疗对脑出血大鼠的影响:在脑出血大鼠模型中,联合ExMito和Ove?PrPC - ADMSCs 治疗组的脑出血面积、脑梗死面积和炎症细胞浸润显著低于单一治疗组,且神经功能(角落测试)明显改善。具体数据显示,到第 28 天,联合治疗组的各项损伤指标在所有实验组中处于最低水平,而神经功能改善最为显著。同时,联合治疗还能显著上调细胞周期和细胞应激信号蛋白的表达,下调氧化应激、线粒体损伤、DNA 损伤、细胞凋亡和纤维化相关蛋白的表达。
研究结论和讨论部分指出,联合ExMito和Ove?PrPC在 ADMSCs 中的治疗方案在减少 ICH 体积和梗死面积方面优于单一治疗方案。在大鼠 ICH 模型中,两种治疗方法均显著改善了神经功能,而联合治疗进一步提高了治疗效果。从分子细胞水平来看,这些治疗方案主要通过减少氧化应激、线粒体损伤和炎症反应,同时激活细胞周期和增殖来改善治疗效果。然而,该研究也存在一定的局限性。一方面,尽管在临床前研究中取得了有前景的结果,但将这种治疗策略应用于临床 ICH 患者时,可能会面临伦理问题。另一方面,ICH 后神经元损伤和神经功能障碍的潜在机制较为复杂,仍需进一步深入分析。
总的来说,该研究为脑出血的治疗提供了新的思路和潜在的治疗方案,虽然距离临床应用还有一定的距离,但无疑为未来的研究奠定了坚实的基础,有望在未来为脑出血患者带来新的希望。