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化疗诱导的周围神经病变(CIPN)治疗手段有限,为解决这一问题,研究人员开展了以褐藻糖胶(Fucoidan)为切入点的研究。结果发现,Fucoidan 可促进 SR-A1 介导的 LPS/HMGB1/NETs 吞噬,维持肠道微生物稳态,这为 CIPN 治疗提供了潜在策略。
在癌症治疗的战场上,化疗虽能对抗肿瘤,却也带来了不小的 “副作用战场”,化疗诱导的周围神经病变(CIPN)就是其中之一。CIPN 会引发患者肢体麻木、疼痛等症状,严重影响生活质量,可目前针对它的治疗手段却极为有限,医生常常只能选择暂停或延迟化疗,这无疑给癌症治疗增添了难题。因此,探寻 CIPN 的发病机制,找到新的治疗方法迫在眉睫。
南京医科大学等机构的研究人员勇挑重担,针对 CIPN 展开了深入研究,相关成果发表在《Journal of Neuroinflammation》上。他们发现,中性粒细胞胞外陷阱(NETs)在 CIPN 发病过程中扮演着关键角色,而脂多糖(LPS)和高迁移率族蛋白 B1(HMGB1)是诱导 NETs 形成的重要因素。于是,研究人员将目光聚焦在抑制 NETs 形成上,期望借此缓解 CIPN。最终发现,褐藻糖胶(Fucoidan)可通过上调清道夫受体 A1(SR-A1)的表达,促进巨噬细胞对 LPS/HMGB1/NETs 的吞噬,同时维持肠道微生物稳态,这为 CIPN 的治疗带来了新的希望。
研究人员在此次研究中,主要运用了以下几种关键技术方法:首先,通过建立 CIPN 小鼠模型,模拟临床化疗诱导的周围神经病变情况;其次,利用 RNA 测序技术,分析相关基因表达变化;再者,借助 16S rRNA 测序分析肠道微生物多样性;最后,采用免疫荧光染色、蛋白质免疫印迹等实验技术,检测蛋白表达水平。
研究结果如下:
- CIPN 患者血液中 LPS/HMGB1/NETs 积累与微循环障碍:测量癌症患者化疗前后血浆中组蛋白 H3(H3Cit,NET 形成的标志物)等指标,发现化疗后血浆中 H3Cit、LPS、HMGB1 含量增加,且与 CIPN 患者的 VAS 评分呈正相关,同时化疗还导致血液中组织因子(TF)积累、手部血液循环减少、基质金属蛋白酶 9(MMP9)活性增强,表明 LPS/HMGB1 是 NET 形成的关键上游诱导剂,促进了 CIPN 的发生。
- L-OHP 诱导 CIPN 小鼠 LPS/HMGB1/NET 积累和微循环紊乱:给 B6/C57 小鼠连续注射奥沙利铂(L-OHP)建立 CIPN 小鼠模型,发现 L-OHP 诱导小鼠机械性超敏反应,增加血液和背根神经节(DRG)中 H3Cit 水平,导致体内高凝状态、微循环障碍,激活 MMP9,同时 L-OHP 还使小鼠血浆和 DRG 中 LPS、HMGB1 水平升高,引起肠道损伤和通透性增加。
- 巨噬细胞 SR-A1 介导的 LPS/HMGB1 清除功能障碍诱导 CIPN:从野生型(WT)小鼠提取骨髓来源的巨噬细胞(BMDMs),用 L-OHP 刺激后,发现巨噬细胞对 LPS/HMGB1 的吞噬能力下降,SR-A1 表达降低。在体内,L-OHP 也抑制小鼠肠道和 DRG 中 SR-A1 受体表达。敲除 SR-A1 基因的小鼠在注射低浓度 L-OHP 后,CIPN 发生更快,机械性疼痛更严重。
- Fucoidan 上调巨噬细胞 SR-A1 表达以缓解 CIPN:研究发现 Fucoidan 能上调 SR-A1 受体表达,促进 BMDMs 对 FITC-LPS 和 FITC-HMGB1 的吞噬,改善 BMDMs 的吞噬功能。在体内,Fucoidan 缓解了 L-OHP 诱导的机械性痛觉过敏,降低了 CIPN 小鼠血浆和 DRG 中 LPS、HMGB1、H3Cit 水平,抑制 NET 形成,减轻循环障碍,降低 MMP9 活性,还防止了 L-OHP 诱导的肠道通透性增加。
- SR-A1 在 Fucoidan 治疗 CIPN 中的关键作用:利用 SR-A1 敲除小鼠研究发现,敲除 SR-A1 后,Fucoidan 对 LPS/HMGB1、MMP-9、TF 水平的影响消失,小鼠疼痛阈值降低,DRG 中 LPS、H3Cit 积累增加,TF 表达和 MMP-9 活性增强,同时 Fucoidan 对肠道的保护作用也被取消,表明 SR-A1 在 Fucoidan 治疗 CIPN 过程中起着关键作用。
- Fucoidan 依赖 SR-A1 促进 BMDMs 对 NETs 的吞噬清除:研究发现 Fucoidan 能依赖 SR-A1 吞噬已生成的 NETs,敲除 SR-A1 或阻断 NETs 上的 HMGB1 结合位点,Fucoidan 的这种作用消失,表明 HMGB1 可能是 SR-A1 识别 NETs 的位点,帮助 Fucoidan 促进巨噬细胞对 NETs 的吞噬清除。
- Fucoidan 通过 p62/Keap1/Nrf2 信号通路上调 SR-A1 表达:对 BMDMs 进行 RNA 测序分析,发现 Fucoidan 处理后 p62 基因表达上调。进一步研究表明,Fucoidan 通过促进 p62 与 Keap1 竞争结合 Nrf2,使 Nrf2 进入细胞核,调节 SR-A1 转录,从而上调 SR-A1 表达。
- Fucoidan 调节肠道菌群并减缓 CIPN 进展:对小鼠粪便进行 16S 测序分析,发现 Fucoidan 增加了肠道菌群的丰度和多样性,提高了拟杆菌门与厚壁菌门的比例,调节了肠道菌群组成,减少了 LPS 的产生和积累,保护了肠道黏膜屏障,有助于治疗 CIPN。
综合来看,研究结论表明 Fucoidan 可通过 p62/Keap1/Nrf2 信号通路上调 SR-A1 表达,促进巨噬细胞对 HMGB1/LPS/NETs 的吞噬,维持肠道微生物稳态,进而缓解 CIPN。不过,研究也存在一定局限性,比如 Fucoidan 调节 p62 表达的具体分子机制尚未完全明确。但此次研究为 CIPN 的治疗提供了新的思路和潜在的治疗方法,有望在未来改善 CIPN 患者的治疗现状,减轻患者痛苦。