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为解决脑缺血再灌注（CI/R）损伤机制不明及治疗靶点缺乏的问题，研究人员开展 USP7 在 CI/R 损伤中作用及机制的研究。结果发现 USP7 可缓解 CI/R 损伤，机制是通过去泛素化稳定 SIRT1，激活 PINK1/Parkin 通路增强线粒体自噬，为缺血性脑卒中治疗提供新靶点。
在当今社会，脑卒中严重威胁人类健康，其中缺血性脑卒中（IS）占比超 80%，是全球致死和致残的重要原因。目前针对 IS 的再灌注疗法，如静脉溶栓（IVT）和血管内取栓（EVT），虽有一定疗效，但治疗窗口窄，还存在出血转化风险，且缺乏安全有效的药物干预，这让患者的治疗和康复面临重重困难。
在缺血性脑卒中发生发展过程中，线粒体损伤和功能障碍起着关键作用。线粒体自噬（mitophagy）作为一种选择性的自噬过程，能清除受损线粒体，减少活性氧（ROS）产生，进而防止细胞死亡，因此被视为治疗 IS 的潜在靶点。其中，PINK1/Parkin 依赖的线粒体自噬通路备受关注，Sirtuin 1（SIRT1）可通过激活该通路促进线粒体自噬。而泛素特异性蛋白酶 7（USP7）作为一种半胱氨酸蛋白酶，参与多种病理过程调节，此前有研究表明它能稳定 Keap1 减轻心肌缺血再灌注损伤，还可去泛素化稳定 SIRT1，但它在脑缺血再灌注（CI/R）损伤中的作用及机制尚不明确。
为了深入探究这些问题，中南大学湘雅医学院附属海口医院的研究人员开展了一项重要研究，相关成果发表在《Brain Research》杂志上。
研究人员主要运用了动物模型构建、细胞模型建立、分子生物学检测技术等关键方法。在动物实验中，选用 6 - 7 周龄、体重 250 ± 10g 的雄性 Sprague - Dawley 大鼠，构建大脑中动脉闭塞 / 再灌注（MCAO/R）模型；在细胞实验方面，建立体外神经元氧糖剥夺 / 再灌注（OGD/R）模型。通过 qRT - PCR 检测基因表达水平，Western blotting 检测蛋白质表达水平，还利用了免疫荧光显微镜、透射电子显微镜等技术观察细胞和线粒体形态等。
USP7 过表达减轻 MCAO/R 大鼠的 CI/R 损伤
研究人员首先建立 MCAO/R 大鼠模型，并使其过表达 USP7。qRT - PCR 和 Western blotting 分析发现，MCAO/R 组大鼠的 USP7 表达较假手术组显著下调，而过表达 USP7 后可恢复其表达水平。行为学评分显示，与假手术组相比，MCAO/R 组大鼠出现严重的神经功能缺损，而过表达 USP7 则显著降低了神经功能评分。TTC 染色结果表明，过表达 USP7 能减少脑梗死体积。同时，苏木精 - 伊红（HE）染色和尼氏（Nissl）染色显示，过表达 USP7 可减轻大脑皮层和海马区的组织学损伤。此外，TUNEL 染色和流式细胞术检测发现，过表达 USP7 能减少神经元凋亡。这一系列实验表明，USP7 过表达可有效减轻 MCAO/R 大鼠的 CI/R 损伤。
USP7 过表达减轻 OGD/R 模型中神经元损伤
在体外 OGD/R 模型中，研究人员同样发现过表达 USP7 能显著提高神经元活力，抑制神经元凋亡。通过检测细胞代谢和氧化应激相关指标，发现过表达 USP7 可恢复 ATP 生成，提高超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽（GSH）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH - Px）等抗氧化物质的水平，降低乳酸脱氢酶（LDH）释放，表明其能改善细胞抗氧化能力。透射电子显微镜观察发现，过表达 USP7 可改善线粒体形态，增加自噬体形成。这说明 USP7 过表达在体外也能减轻神经元的 CI/R 损伤。
USP7 通过去泛素化稳定 SIRT1 激活 PINK1/Parkin 通路促进线粒体自噬
机制研究方面，免疫共沉淀实验表明，USP7 可与 SIRT1 相互作用并使其去泛素化，从而稳定 SIRT1 蛋白表达。进一步研究发现，SIRT1 激活了 PINK1/Parkin 通路，表现为 LC3II/LC3I 比值增加、ATG5 表达升高、Tomm20 与 Parkin 共定位增强以及自噬体形成增多，这些均表明线粒体自噬增强。而当使用自噬抑制剂 3 - 甲基腺嘌呤（3 - MA）处理，或敲低 SIRT1/PINK1 表达后，USP7 过表达带来的神经保护作用被消除。这充分证实了 USP7 是通过去泛素化稳定 SIRT1，进而激活 PINK1/Parkin 通路促进线粒体自噬，发挥减轻 CI/R 损伤的作用。
综上所述，本研究揭示了 USP7 在脑缺血再灌注损伤中的重要作用及机制。USP7 通过去泛素化稳定 SIRT1，激活 PINK1/Parkin 依赖的线粒体自噬，减轻 CI/R 损伤，为缺血性脑卒中的治疗提供了新的潜在靶点和治疗思路。不过，目前的研究仍有进一步探索的空间，未来还需要更深入、全面的研究，以充分了解该通路在缺血性脑卒中治疗中的应用潜力，从而为开发更有效的治疗策略奠定基础。
