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脑出血(ICH)危害严重,当前针对其继发脑损伤治疗手段有限。研究人员开展了 Edaravone Dexborneol(EDB)对 ICH 治疗作用的研究,发现 EDB 能改善神经功能、减轻损伤,机制与抑制铁死亡有关,为 ICH 临床治疗提供了新方向。
在医学领域,脑出血(Intracerebral Hemorrhage,ICH)是一种令人头疼的疾病,它由脑血管破裂出血引发,在所有中风病例里占比约 15%。脑出血带来的脑损伤分为原发性和继发性两种。原发性损伤是血液涌入脑实质形成血肿,压迫周围组织;继发性损伤则包含血肿代谢产物毒性作用、氧化应激、炎症反应以及神经元凋亡等一系列复杂过程。目前临床针对原发性脑组织损伤,主要采取手术清除血肿、减轻机械压迫等手段,但对于继发性脑损伤的治疗效果却不尽人意。
近年来,铁死亡这种铁依赖的细胞死亡方式,逐渐进入科研人员的视野。在脑出血发生时,多种血液成分渗入大脑,红细胞被巨噬细胞吞噬后释放血红蛋白(Hb),经过一系列反应产生大量有毒的羟基自由基,引发细胞内不饱和脂肪酸过氧化,最终导致细胞死亡。已有研究发现,铁螯合剂或铁死亡抑制剂在脑出血的临床前研究中展现出一定疗效,所以,抑制铁死亡有望成为减轻脑出血后继发性脑损伤的有效策略。
依达拉奉右莰醇(Edaravone Dexborneol,EDB)是一种临床有效的神经保护剂,由依达拉奉和冰片按 4:1 的比例配置而成,在多种疾病中发挥着保护作用。然而,它对脑出血后早期铁死亡的治疗效果尚不明确。基于此,新乡医学院的研究人员开展了相关研究,旨在探究 EDB 能否改善早期脑出血的预后,以及其发挥保护作用的相关信号通路。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先构建雄性大鼠脑出血模型,将大鼠随机分组进行不同处理;采用行为学测试(如 Zea Longa 行为测试、改良神经功能缺损评分(mNSS)、转角测试、转棒测试)评估大鼠神经功能;运用组织染色技术(如 Nissl 染色、Luxol Fast Blue(LFB)染色、苏木精 - 伊红(HE)染色、普鲁士蓝染色)观察组织病理变化;借助磁共振成像(MRI)检测血肿体积和脑室大小;通过蛋白质免疫印迹法(Western blot)分析相关蛋白表达水平;利用 RNA 测序(RNA-seq)筛选差异表达基因并进行通路富集分析。
研究结果如下:
- EDB 改善 ICH 大鼠神经功能:通过 mNSS 评分、转棒测试和转角测试发现,EDB 治疗后,ICH 大鼠在 2、3、7 天的神经功能缺损明显减轻,运动协调能力显著提升。
- EDB 减轻 ICH 后的病理损伤和炎症浸润:Nissl 染色显示,EDB 处理后神经元形态改善;LFB 染色表明,EDB 减少了血肿区域髓鞘损伤;HE 染色可见,EDB 降低了炎症细胞浸润。
- EDB 减少 ICH 大鼠血肿体积和侧脑室体积:MRI 和组织切片结果显示,第 3 天 EDB 组血肿体积明显小于 ICH 组,且 EDB 干预在减小侧脑室体积上更有效。
- EDB 缓解 ICH 大鼠血脑屏障(BBB)功能障碍:Evans blue 染色和 Western blot 结果表明,EDB 能降低血脑屏障通透性,上调紧密连接蛋白 occludin、ZO - 1 表达,下调基质金属蛋白酶 - 9(MMP - 9)表达。
- 差异表达基因和通路富集分析:RNA 测序分析发现,差异表达基因(DEGs)参与多种信号通路,如 PI3K - Akt、Rap1、MAPK 等,其中 p53 信号通路和铁死亡通路显著富集。
- EDB 通过抑制铁死亡减轻 ICH:检测铁死亡相关标志物发现,EDB 能减少铁沉积,降低Fe2+、4 - 羟基壬烯醛(4 - HNE)、丙二醛(MDA)水平,提高谷胱甘肽(GSH)、总超氧化物歧化酶(T - SOD)水平,调节铁死亡相关蛋白表达。
- Fer - 1 协同增强 EDB 对脑出血后铁死亡的抑制作用:与 ICH 组相比,Fer - 1 和 EDB 处理组的铁死亡相关指标更优,且 Fer - 1 + EDB 组效果更显著,表明 Fer - 1 与 EDB 具有协同抑制铁死亡的作用。
- EDB 通过调节 P53/GPX4 信号通路抗铁死亡:在体外实验中,用氯化血红素(hemin)处理 PC12 细胞构建脑出血模型,结果显示 EDB、P53 抑制剂 PFTα 或两者联合处理能提高细胞活力,降低脂质过氧化水平,调节 P53 和谷胱甘肽过氧化物酶 4(GPX4)表达。
研究结论和讨论部分指出,该研究揭示了 EDB 在脑出血中的神经保护作用,其机制与抑制铁死亡密切相关,且可能通过调节 P53/SLC7A11/GPX4 信号通路发挥作用。同时,研究还发现 EDB 与 Fer - 1 在抑制铁死亡方面具有协同效应。不过,该研究也存在一定局限性,如仅使用雄性大鼠、观察时间较短、未探究其他潜在机制等。尽管如此,这项研究为脑出血的临床治疗提供了新的理论依据和潜在治疗策略,为后续研究奠定了重要基础,具有重要的科学意义和临床应用价值 。