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腦出血（ICH）,，亦稱出血性中風(fēng)，是全球范圍內(nèi)導(dǎo)致發(fā)病率和死亡率上升的關(guān)鍵因素,，該病的流行率尤為顯著,。盡管手術(shù)技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)降低了ICH患者的死亡率，但繼發(fā)性腦損傷（SBI）的發(fā)生顯著影響了患者的康復(fù)前景,，僅有約20%的患者在六個(gè)月后能夠恢復(fù)獨(dú)立生活的能力,。這一現(xiàn)象對(duì)社會(huì)和家庭均造成了沉重的負(fù)擔(dān)。當(dāng)前,，針對(duì)ICH后SBI的有效藥物干預(yù)或預(yù)防策略尚顯不足,。因此,，開(kāi)發(fā)創(chuàng)新的治療藥物和靶點(diǎn)以減輕ICH誘導(dǎo)的SBI，已成為一項(xiàng)迫切的全球性醫(yī)學(xué)挑戰(zhàn),。 雷公藤紅素是雷公藤的主要活性成分,，具有抗炎、抗腫瘤和抗肥胖等多種生物活性,。該化合物在體內(nèi)吸收迅速,，半衰期延長(zhǎng)，生物利用度高,。雷公藤紅素因其保護(hù)線粒體的能力而被廣泛研究,。具體而言，雷公藤紅素不僅能改善氧化應(yīng)激,，通過(guò)保護(hù)線粒體功能減少炎癥,，還能通過(guò)線粒體保護(hù)增強(qiáng)肝細(xì)胞的胰島素抵抗。同時(shí),，它還表現(xiàn)出對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞死亡的保護(hù)特性,，從而保護(hù)血腦屏障的完整性。然而,，雷公藤紅素緩解ICH誘導(dǎo)的SBI的潛力尚不清楚,，有必要進(jìn)一步研究其對(duì)線粒體保護(hù)作用的潛在分子機(jī)制。 日前,，一篇名為“Celastrol Ameliorates Neuronal Mitochondrial Dysfunction Induced by Intracerebral Hemorrhage via Targeting cAMP-Activated Exchange Protein-1”的論文研究了雷公藤紅素對(duì)ICH誘導(dǎo)的SBI的神經(jīng)保護(hù)作用,。 圖1 論文首頁(yè) 雷公藤紅素改善ICH誘導(dǎo)的小鼠神經(jīng)功能缺損 為探究雷公藤紅素在小鼠ICH模型中的作用，研究對(duì)ICH誘導(dǎo)的ICH實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的行為學(xué)變化進(jìn)行了評(píng)估（圖2）,。相較于假手術(shù)組,，ICH組顯示出顯著的神經(jīng)行為障礙。然而,，在接受2和4mg/kg劑量的雷公藤紅素治療3天和14天后,，上述癥狀得到了一定程度的緩解。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),，在粘紙?jiān)囼?yàn),、轉(zhuǎn)棒試驗(yàn)和錯(cuò)步試驗(yàn)中，雷公藤紅素能夠改善小鼠的感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)功能,。在粘紙?jiān)囼?yàn)中,，雷公藤紅素處理顯著減少了觸摸和去除次數(shù)，這暗示了其可能促進(jìn)ICH后感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)的潛力,。在轉(zhuǎn)棒試驗(yàn)中,，與ICH組相比,，接受雷公藤紅素治療的小鼠在轉(zhuǎn)棒上停留的時(shí)間更長(zhǎng),，這表明雷公藤紅素有助于部分運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù),。錯(cuò)步試驗(yàn)揭示了ICH后小鼠左前肢足部錯(cuò)步率顯著增加，這反映了其感覺(jué)功能的明顯損害,。與ICH組相比,，使用2和4mg/kg劑量的雷公藤紅素治療能夠降低錯(cuò)步率。綜上所述,，雷公藤紅素似乎能夠以劑量依賴的方式改善由ICH引起的神經(jīng)功能缺損,，其中小鼠的最佳腹腔注射劑量為2mg/kg。圖2 雷公藤紅素可以改善ICH引起的神經(jīng)行為缺陷 雷公藤紅素在體內(nèi)和體外抑制ICH誘導(dǎo)的神經(jīng)元細(xì)胞死亡 尼氏染色結(jié)果顯示,，假手術(shù)組的皮質(zhì)區(qū)神經(jīng)元形態(tài)完整,，胞質(zhì)內(nèi)可見(jiàn)清晰的深藍(lán)色尼氏體；而在ICH組中,，神經(jīng)元細(xì)胞呈現(xiàn)皺縮和扭曲狀態(tài),，細(xì)胞膜受損，導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行選擇性染色,。在施用雷公藤紅素后,，皮層區(qū)域的神經(jīng)元以劑量依賴性方式得到挽救（圖3A,B）。血腫周邊區(qū)域的FJB染色結(jié)果表明,，雷公藤紅素治療顯著減少了ICH誘導(dǎo)的FJB陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)量（圖3C,D）,。繼而，研究分離原代神經(jīng)元以評(píng)估雷公藤紅素的神經(jīng)保護(hù)作用,。經(jīng)氧基血紅蛋白（OxyHb）刺激后,，通過(guò)MTT法檢測(cè)神經(jīng)元細(xì)胞活力顯著下降。在OxyHb刺激后,，雷公藤紅素以劑量依賴性方式顯著提升神經(jīng)元活性（圖3E）,。神經(jīng)元形態(tài)學(xué)結(jié)果與MTT檢測(cè)結(jié)果一致（圖3F）。隨后,，研究進(jìn)行活/死細(xì)胞活力測(cè)定以評(píng)估體外神經(jīng)元細(xì)胞死亡情況,，結(jié)果表明，50nmol和100 nmol濃度的雷公藤紅素處理能有效減輕OxyHb誘導(dǎo)的神經(jīng)元死亡（圖3G）,。 研究進(jìn)一步使用Annexin V-FITC和碘化丙啶（PI）標(biāo)記凋亡神經(jīng)元,，并通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)進(jìn)行分析；OxyHb處理后,，凋亡細(xì)胞比例上升,，而在50nmol和100 nmol濃度的雷公藤紅素處理下，凋亡細(xì)胞比例下降（圖3H-I）,?？傊?strong>雷公藤紅素在體內(nèi)和體外均展現(xiàn)出對(duì)抗ICH誘導(dǎo)的神經(jīng)元死亡的潛在能力,。 圖3 雷公藤紅素減弱ICH誘導(dǎo)的神經(jīng)元細(xì)胞死亡 雷公藤紅素改善ICH所致線粒體功能障礙 鑒于雷公藤紅素對(duì)線粒體具有保護(hù)作用,，研究對(duì)其在細(xì)胞線粒體中的潛在定位及其減輕由ICH引起的線粒體損傷的能力進(jìn)行了探討,。研究使用了生物素標(biāo)記的雷公藤紅素（cell-biotin），并觀察到其與線粒體有顯著的共定位現(xiàn)象（圖4A-B）,。ICH小鼠模型血腫周?chē)X組織電鏡觀察結(jié)果顯示,，ICH后線粒體出現(xiàn)腫脹和變形，嵴連接處破裂,。然而,，與接受藥物治療的小鼠相比，雷公藤紅素對(duì)線粒體結(jié)構(gòu)和形態(tài)的修復(fù)作用顯著（圖4C）,。為了驗(yàn)證雷公藤紅素增強(qiáng)線粒體完整性和功能的假設(shè),，研究評(píng)估了氧氣消耗率（OCR）和細(xì)胞外酸化率（ECAR）。與對(duì)照組相比,，暴露于OxyHb導(dǎo)致OCR顯著降低,。值得注意的是，50nM和100nM的雷公藤紅素治療有效地逆轉(zhuǎn)了OxyHb誘導(dǎo)的OCR下降（圖4D）,。此外,，雷公藤紅素還能顯著降低OxyHb誘導(dǎo)的神經(jīng)元ECAR升高（圖4E）。為了進(jìn)一步評(píng)估雷公藤紅素對(duì)線粒體的神經(jīng)保護(hù)作用,，研究測(cè)量了ATP含量,，發(fā)現(xiàn)50和100nM的雷公藤紅素可以減輕OxyHb誘導(dǎo)的ATP水平降低（圖4F）。JC-1染色測(cè)定線粒體膜電位（MMP）結(jié)果顯示,，JC-1在正常線粒體中表現(xiàn)為紅色熒光,，而在受損的線粒體中，這種信號(hào)會(huì)轉(zhuǎn)化為綠色熒光,。與對(duì)照組相比,，在OxyHb刺激的神經(jīng)元中檢測(cè)到紅色熒光強(qiáng)度顯著降低，綠色熒光強(qiáng)度升高,，表明MMP下降,，MPTP打開(kāi)。經(jīng)雷公藤紅素處理后,，與OxyHb組相比,，紅色熒光強(qiáng)度恢復(fù)，而綠色熒光強(qiáng)度減弱（圖4G-H）,。線粒體不僅參與ATP的產(chǎn)生,，還參與細(xì)胞凋亡的調(diào)控。因此,，研究試圖研究探究ICH是否能誘導(dǎo)線粒體介導(dǎo)的神經(jīng)元凋亡,。結(jié)果顯示，OxyHb刺激誘導(dǎo)MPTP打開(kāi),，隨后細(xì)胞色素C釋放到細(xì)胞質(zhì)中,，導(dǎo)致caspase9裂解,，caspase9是線粒體凋亡途徑的關(guān)鍵蛋白。這些觀察結(jié)果強(qiáng)烈表明,，OxyHb誘導(dǎo)線粒體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。值得注意的是,，50nM的雷公藤紅素治療顯著逆轉(zhuǎn)了這些效應(yīng)（圖4I-J）,。具體來(lái)說(shuō)，在OxyHb刺激后觀察到裂解caspase-3水平的增加,，而雷公藤紅素處理顯示出抑制這種增強(qiáng)的能力（圖4K）,。圖4 雷公藤紅素改善ICH引起的神經(jīng)元線粒體功能障礙 總之，該研究深入探討了雷公藤紅素對(duì)ICH誘導(dǎo)的SBI的神經(jīng)保護(hù)作用及其作用機(jī)制,。結(jié)果揭示,，雷公藤紅素可能作為一種潛在的線粒體保護(hù)劑，有助于減輕由ICH引起的繼發(fā)性腦損傷,，為腦出血的治療提供了新的可能策略,。 Li X Sr, Liu W, Jiang G, Lian J, Zhong Y, Zhou J, Li H, Xu X, Liu Y, Cao C, Tao J, Cheng J, Zhang JH, Chen G. Celastrol Ameliorates Neuronal Mitochondrial Dysfunction Induced by Intracerebral Hemorrhage via Targeting cAMP-Activated Exchange Protein-1. Adv Sci (Weinh). 2024 May;11(19):e2307556. doi: 10.1002/advs.202307556. Epub 2024 Mar 14. Erratum in: Adv Sci (Weinh). 2024 Sep;11(34):e2406154. doi: 10.1002/advs.202406154
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