基于Nrf2信号通路研究丁...对高危缺血性卒中的保护作用_王晗彰.pdf

*基金项目:内蒙古自然基金项目(2019MS08206)通讯作者:姜长春【基础医学】基于 Nrf2 信号通路研究丁苯酞对高危缺血性卒中的保护作用*王晗彰1，2，姜长春2，郝喜娃2，陈超2，孙明英2，李洋2，刘海耘3(1 包头医学院中心临床医学院，内蒙古 包头 014040;2 包头市中心医院;3 凤庆县人民医院神经内科)摘要 目的:在急性脑梗死小鼠模型中，检测预使用丁苯酞(n butylphthalide，NBP)是否可通过核因子红系 2 相关因子 2(nuclear factor erythroid 2 related factor 2，Nrf2)通路减轻缺血性脑损伤。方法:Nrf2/纯合子和 Nrf2+/+野生型小鼠随机分为 3 组，分别为对照组(C)、低剂量给药组(20 mg/kg)和高剂量给药组(60 mg/kg)，每组 6 只。将丁苯酞用植物油按 30 mg/mL 溶解，低剂量给药组以 20 mg/kg 每天一次灌胃，高剂量给药组以 60 mg/kg 每天一次灌胃，对照组小鼠给予同等剂量的植物油灌胃，1 次/d，持续给药 4 周。4 周末采用电凝法制备小鼠局灶性脑梗死模型(d MCAO)。在脑梗死模型3 d 及10 d 后，通过 Longa 评分评估小鼠的脑神经功能。通过氯化三苯基四氮唑(triphenyltetrazolium chloride，TTC)染色检测小鼠的脑梗死体积，并通过Western blot 及免疫荧光技术检测小鼠脑组织中 Nrf2 及 H 奎尼酮氧化还原酶 1(NADPH:quinoneoxidoreductase 1，NQO1)、血红素加氧酶(heme oxygenase 1，HO 1)的蛋白表达水平。结果:与Nrf2 野生型小鼠比较，Nrf2 基因敲除小鼠在 dMCAO 术后体重下降幅度更大，小鼠改良 Longa 评分更高，小鼠脑梗体积更大，小鼠脑组织中 Nrf2 及下游 NQO1、HO 1 的蛋白表达水平均显著上调。在 Nrf2+/+野生型小鼠中丁苯酞高剂量给药组(60+/+)小鼠改良 Longa 评分低于未给药小鼠(C+/+)，脑梗体积减少，高剂量 NBP 对高危缺血性脑卒中脑损伤具有预防作用;在敲除 Nrf2 基因的小鼠，高剂量 NBP 对小鼠脑梗水平及神经功能的保护作用消失，无法诱导下游血红素加氧酶(HO 1)和 NAD(P)H 奎尼酮氧化还原酶 1(NQO 1)的蛋白表达水平的上调。结论:预使用丁苯酞对于高危缺血性脑卒中的脑损伤可能具有一定保护作用，能够保护缺血性脑卒中小鼠的神经运动平衡功能，减少梗死体积。Nrf2 的敲除加重了缺血性脑梗死小鼠的脑损伤，大剂量丁苯酞能够上调小鼠脑组织中 Nrf2 及其下游 NQO 1 与 HO 1 蛋白水平的表达，发挥其生理功能。关键词 缺血性卒中;丁苯酞;核因子红系 2 相关因子 2DOI:10 16833/j cnki jbmc 2023 03 001Preventive effect of butylphthalide based on Nrf2 signalingpathway on high risk ischemic strokeWANG Hanzhang1，2，JIANG Changchun2，HAO Xiwa2，CHEN Chao2，SUN Minying2，LI Yang2，LIU Haiyun3(1 Central Clinical Medical College，Baotou Medical College，Baotou 014040，China;12023 年第 39 卷第 3 期Vol 39No.320232 Baotou Central Hospital;3 Department of Neurology，Fengqing County Peoples Hospital)ABSTACTObjective:To investigate whether pre administration of butylphthalide can alleviateischemic brain injury through the nuclear factor erythroid 2 related factor 2(Nrf2)pathway in amouse model of acute cerebral infarction Methods:Nrf2/homozygous and Nrf2+/+wild typemice were randomly divided into 3 groups:control group(C)，low dose butylphthalide group(20mg/kg)and high dose butylphthalide group(60mg/kg)，6 mice in each group Butylphthalidewas dissolved in vegetable oil at 30 mg/ml The low dose group was given 20 mg/kg body weight bygavage，the high dose group was given 60 mg/kg body weight by gavage，and the control group wasgiven the same dose of vegetable oil by gavage Once daily for 4 weeks The mouse focal cerebral in-farction model(dMCAO)was established by electrocoagulation at the end of 4 weeks After 3 daysand 10 days of the cerebral infarction model，the neurological function of the mice was evaluated byLonga score The cerebral infarction volume of mice was detected by TTC，and the protein expressionlevels of Nrf2，NQO 1 and HO 1 in mouse brain tissue were detected by Western blot and immuno-fluorescence techniques esults:Compared with Nrf2 wild type mice，Nrf2 knockout mice showedgreater weight loss after dMCAO，higher modified Longa score，larger cerebral infarct volume，andNrf2 and downstream HO 1 and NQO 1 protein expression levels were significantly up regulatedIn Nrf2+/+wild type mice，the modified Longa score of the high dose butylphthalide group(60+/+)was lower than that of the non dose butylphthalide mice(C+/+)，the volume of cerebralinfarction was reduced，and the high dose butylbenzene Phthalophthalene(NBP)has a preventiveeffect on high risk ischemic stroke brain injury;in mice knocked out of the Nrf2 gene，the protectiveeffect of high dose NBP on the level of cerebral infarction and neurological function in mice disap-peared，and the downstream heme oxygenation could not be induced Up regulation of protein ex-pression levels of enzyme(HO 1)and NAD(P)H quinidone oxidoreductase 1(NQO 1)Conclu-sion:Pre administration of butylphthalide may have a certain protective effect on the brain injury ofhigh risk ischemic stroke，which can protect the neuromotor balance function and reduce the infarctsize in ischemic stroke mice Knockout of Nrf2 aggravated the brain injury in mice with ischemic cere-bral infarction High dose butylphthalide can up regulate the expression of Nrf2 and its downstreamNQO 1 and HO 1 proteins in the brain tissue of mice，exerting its physiological functionKEY WODSIschemic stroke;Butylphthalide;nuclear factor erythroid 2 related factor 2脑卒中是全球第二大死亡原因，随着不良习惯的流行，同样导致脑卒中发病率的逐年增加1。核因子红系 2 相关因子2(nuclear factor erythroid 2 related factor 2，Nrf2)作为细胞内氧化还原稳态的主要调节者，成为脑卒中发生发展及预防治疗的重要研究靶点。在基本稳态条件下，细胞质中的 Nrf2 主要与 Kelch 样 ECH 结合蛋白 1(Kelch likeECH as-sociating protein1，Keap1)结合，并被蛋白酶体组成性降解。而在应激条件下，Nrf2 蛋白可从 Keap1 介导的抑制中释放出来。目前有 250 多个 NF2 靶基因与氧化还原调节有关，如 NAD(P)H 奎尼酮氧化还原酶1(NADPH:quinone oxidoreductase 1，NQO1)、血红素加氧酶(heme oxygenase 1，HO 1)和 UDP 葡萄糖 醛 酸 转 移 酶(UDP glucuronosyltransferase，UGT)等。此外，Nrf2 还参与许多初级和次级代谢过程的调节。越来越多的研究表明，Nrf2 在缺血性脑损伤的发生发展及治疗中具有重要的靶向作用2 3。脑卒中的临床治疗中，预防脑卒中发作以及预防脑卒中的反复发作，是减轻脑卒中带来的神经损22023 年第 39 卷第 3 期Vol 39No.32023伤与脑死亡的重要临床管理方式。神经保护剂是指能够通过对抗脑内有害分子事件而不是改善脑血流来减少缺血性脑损伤的任何药剂4。根据最近的一项临床试验结果，丁苯酞(n butylphthalide，NBP)治疗缺血性脑血管病的有效率高达 74 7%，不良反应发生率低5。尽管 NBP 在缺血性卒中的药理机制尚未完全阐明，但由于其对缺血性脑损伤相关的多种病理过程的影响以及其疗效，预计该药物在