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为探究曲马多(TRM)滥用导致的神经毒性问题,研究人员开展了迷迭香酸(RA)对 TRM 诱导神经毒性改善作用的研究。结果表明,RA 可降低 TRM 诱导的氧化应激、炎症等损伤,改善认知功能。该研究为防治 TRM 神经毒性提供了新方向。
在医学的广阔领域中,疼痛的缓解一直是重要课题,曲马多(Tramadol,TRM)作为一种合成阿片类镇痛药,自 1995 年被美国食品药品监督管理局(FDA)批准后,广泛应用于缓解创伤、慢性疼痛等,在众多医疗指南中都有它的身影。然而,它却像一把双刃剑,在发挥治疗作用的同时,滥用问题日益严重。国际麻醉品管制局 2013 年的报告显示,近半数被审查国家存在 TRM 使用问题,其滥用不仅表现为故意过量服用或中毒,还可能引发癫痫等严重后果,其中神经毒性是其最突出的副作用之一。长期使用 TRM 会导致神经元结构改变、细胞凋亡,增加活性氧(ROS)生成和氧化应激,进而激活炎症和凋亡机制,给医疗系统带来沉重负担。
面对 TRM 带来的种种问题,寻找一种安全有效的应对方法迫在眉睫。此时,天然植物中的活性成分进入了研究人员的视野。迷迭香酸(Rosmarinic acid,RA)作为一种存在于多种植物中的多酚类次生代谢物,具有抗氧化、抗炎、神经保护等多种药理特性,引起了研究人员的关注。但此前,关于 RA 对 TRM 诱导的神经毒性的影响尚无相关报道。
为了解开这个谜团,来自土耳其多所大学的研究人员(Onur Karaca、Hasan ?im?ek 等)开展了一项深入研究,相关成果发表在《Molecular Neurobiology》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,选取 35 只雄性 Wistar 白化大鼠,将其随机分为 5 组(每组 7 只),分别为对照组、RA 组、TRM 组、TRM + RA25 组和 TRM + RA50 组。通过腹腔注射和灌胃的方式,对不同组别的大鼠给予相应处理。随后,运用 Morris 水迷宫测试(MWT)评估大鼠的认知功能。实验结束后,采集大鼠的脑和海马组织,利用脂质过氧化分析、抗氧化剂分析、qRT-PCR 分析、Western blot 分析、苏木精 - 伊红(HE)染色、免疫组织化学分析等技术,检测组织中的氧化应激、炎症、内质网应激、凋亡损伤等相关指标,以及相关蛋白和基因的表达水平。
在行为学测试结果方面,MWT 实验显示,在获取阶段的前三天,除 TRM 组外,其他组大鼠到达平台的时间逐渐缩短,而 TRM 组变化不明显。在第 4 天,TRM 组到达平台的时间比对照组长,但差异不显著。在探测阶段(第 5 天),TRM 组到达平台所在象限的时间比对照组更长(p < 0.001),当与 RA 联合应用时,这一现象得到改善(两个剂量组均 p < 0.001)。不过,在该象限停留的时间方面,虽然 RA 联合应用组较 TRM 组有所增加,但差异未达显著水平。
氧化应激相关结果表明,TRM 处理使脑和海马组织中的氧化标记物丙二醛(MDA)水平显著升高(p < 0.001),同时降低了谷胱甘肽(GSH)水平以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)的活性(p < 0.001)。而 RA 与 TRM 联合应用时,MDA 水平显著降低,且较高剂量的 RA 效果更明显(p < 0.001),同时,RA 还能提高上述抗氧化剂的水平和活性。
内质网应激结果显示,TRM 处理增加了脑和海马组织中真核翻译起始因子 2α 亚基(eIF2-α)、激活转录因子 4(ATF4)、蛋白激酶 R(PKR)样内质网激酶(PERK)、激活转录因子 6(ATF-6)和肌醇需求酶 1(IRE1)的 mRNA 转录水平(p < 0.001)。RA 的应用则逆转了这一效应,降低了这些指标的水平(在海马组织中,25mg/kg 剂量的 RA 对 ATF-6 的影响 p < 0.01,其他参数在两个组织和两个剂量下均 p < 0.001)。
炎症相关结果表明,TRM 处理使脑和海马组织中核因子 κB(NF-κB)、Toll 样受体 4(TLR-4)、肿瘤坏死因子 -α(TNF-α)、白细胞介素 - 1β(IL-1β)和神经元型一氧化氮合酶(nNOS)的 mRNA 转录水平升高(p < 0.001)。与 TRM 组相比,TRM + RA 组在两个剂量下这些指标的水平均降低(p < 0.001),且较高剂量的 RA 效果更显著。
关于 RAGE 信号通路的研究发现,TRM 组脑和海马组织中晚期糖基化终末产物受体(RAGE)和 NLR 家族 pyrin 结构域包含 3(NLRP3)的 mRNA 转录水平较对照组升高(p < 0.001)。RA 处理后,这一效应被逆转,两个组织中的 RAGE 和 NLRP3 mRNA 转录水平均降低(两个剂量组均 p < 0.001),50mg/kg 剂量的 RA 效果更明显。
凋亡相关结果显示,TRM 处理增加了脑和海马组织中促凋亡的 Bax 和半胱天冬酶 - 3(Casp-3)的 mRNA 转录水平,同时降低了抗凋亡的 Bcl-2 的 mRNA 转录水平(p < 0.001)。当 RA 与 TRM 联合应用时,Bax 和 Casp-3 水平降低,Bcl-2 水平升高(p < 0.001),50mg/kg 剂量的 RA 效果更显著。
BDNF mRNA 转录水平方面,TRM 组脑和海马组织中的 BDNF 水平低于对照组(p < 0.001)。RA 处理后,TRM + RA 组的 BDNF 水平升高(两个剂量组均 p < 0.001),50mg/kg 剂量的 RA 在脑(p < 0.05)和海马(p < 0.001)中的效果更明显。
组织学和免疫组化结果也进一步验证了上述结论。HE 染色显示,对照组和 RA 组的脑和海马组织形态正常,而 TRM 组出现血管充血、神经元萎缩和变性等现象,TRM + RA 组的组织损伤程度则有所减轻。免疫组化分析发现,TRM 组脑和海马组织中胶质纤维酸性蛋白(GFAP)和 Casp-3 的表达显著增加,RA 处理后表达降低。
综合上述研究结果,该研究表明 TRM 可能通过触发氧化应激、炎症、内质网应激和细胞凋亡,破坏脑和海马组织的结构和功能,从而导致大鼠学习和记忆能力下降。而 RA,尤其是 50mg/kg 的 RA,具有显著的保护作用,可有效减轻 TRM 诱导的神经毒性。这一研究为预防和减少 TRM 诱导的神经毒性提供了新的方向,也为开发基于 RA 的神经保护药物奠定了基础,对解决临床中 TRM 滥用导致的神经毒性问题具有重要的意义。