腺苷A1受体激动剂通过抑制Nrf2/NLRP3信号介导的细胞焦亡减轻脑缺血/再灌注损伤

Adenosine A1 receptor agonist alleviates cerebral ischemia/reperfusion injury by inhibiting Nrf2/NLRP3 signaling‑mediated pyroptosis.

作者信息Qiuli Ming, Ze Li, Jun Tan, Yanwei Li
PMID40162050
发布时间2025-03-13
DOI10.3892/etm.2025.12844

实验完整度

研究包含动物模型(MCAO)和分子机制验证(Western blot、免疫荧光),并采用通路抑制剂ML385进行功能回补验证。

主要模型

Sprague-Dawley大鼠MCAO模型

重点核对

MCAO模型造模方法(线栓法)及缺血2小时再灌注24小时 腺苷A1R激动剂CCPA剂量200µg/kg及给药方式(腹腔注射) Nrf2抑制剂ML385剂量30mg/kg及给药方式(腹腔注射) 神经功能评分(Longa评分法)及梗死体积测定(TTC染色)

摘要

本研究旨在探讨腺苷A1受体(A1R)激动剂是否通过抑制核因子E2相关因子2(Nrf2)/NLR家族吡啉结构域蛋白3(NLRP3)信号通路介导的细胞焦亡来减轻脑缺血/再灌注(I/R)损伤。共36只Sprague-Dawley大鼠随机分为四组:假手术组(Sham)、I/R组(模型组)、腺苷A1受体激动剂预处理组[模型+腺苷A1R激动剂2-氯-N(6)-环戊基腺苷]和ML385组(模型+腺苷A1R激动剂+Nrf2通路抑制剂组)。采用线栓法建立大脑中动脉闭塞模型。采用Longa评分评估神经功能,通过2,3,5-三苯基氯化四氮唑染色测定脑梗死体积,通过蛋白印迹法评估Nrf2、NLRP3、caspase-1、GSDMD和IL-1β的蛋白表达,并通过免疫荧光法评估Nrf2和GSDMD的表达。结果发现,腺苷A1R激动剂改善了神经功能并减少了梗死面积。机制上,这与Nrf2/NLRP3信号通路的激活和焦亡相关蛋白(gasdermin D、caspase-1和IL-1β)表达的抑制有关。值得注意的是,Nrf2抑制剂ML385逆转了腺苷A1R激动剂诱导的上述效应。这些结果表明,腺苷A1R激动剂可以减轻大鼠脑I/R损伤,其机制可能是通过调节Nrf2/NLRP3信号通路来抑制细胞焦亡。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
腺苷A1受体激动剂是否能通过调节Nrf2/NLRP3信号通路抑制细胞焦亡,从而减轻脑缺血/再灌注损伤?
核心机制
腺苷A1R激动剂激活Nrf2/NLRP3信号通路,抑制NLRP3炎性小体,下调caspase-1、GSDMD、IL-1β等焦亡相关蛋白表达,从而抑制细胞焦亡。
主要证据
在MCAO大鼠模型中,CCPA给药后神经功能改善、梗死体积减少,Western blot和免疫荧光显示Nrf2表达升高,NLRP3、caspase-1、GSDMD和IL-1β表达降低;Nrf2抑制剂ML385逆转这些效应。
研究意义
首次揭示腺苷A1R激动剂通过抑制Nrf2/NLRP3信号介导的细胞焦亡减轻脑I/R损伤,为脑缺血治疗提供新见解。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立脑缺血/再灌注模型

诱导大脑中动脉闭塞并再灌注,模拟脑缺血/再灌注损伤。

使用线栓法建立MCAO模型,大脑中动脉阻塞2小时后拔出线栓再灌注24小时。

2

评估神经功能及梗死体积

判断模型是否建立成功,并评估药物对脑损伤的保护作用。

再灌注24小时后进行Longa神经功能评分,采用TTC染色测定脑梗死体积。

3

检测焦亡相关蛋白表达

验证腺苷A1R激动剂对细胞焦亡的抑制作用。

Western blot检测caspase-1、GSDMD、IL-1β蛋白表达;免疫荧光检测GSDMD表达。

4

检测Nrf2/NLRP3通路蛋白表达

验证腺苷A1R激动剂对Nrf2/NLRP3信号通路的激活作用。

Western blot检测Nrf2和NLRP3蛋白表达;免疫荧光检测Nrf2表达。

5

验证Nrf2通路抑制剂逆转效应

验证Nrf2信号通路在药物作用机制中的关键性。

给予ML385(Nrf2抑制剂)联合CCPA,观察神经功能、梗死体积及蛋白表达变化。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

神经功能评估
梗死体积测定
蛋白表达检测
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
腺苷A1受体激动剂CCPAMilliporeSigma119136
ML385TargetMol Chemicals, Inc.T4360
NLRP3抗体Signalway Antibody LLC38679
IL-1β抗体Signalway Antibody LLC41059
GSDMD抗体Affinity BiosciencesAF4012
Caspase-1抗体Affinity BiosciencesAF5418
Nrf2抗体Affinity BiosciencesAF0639
GAPDH抗体Affinity BiosciencesAF7021
蛋白质印迹电泳设备Bio-Rad Laboratories, Inc.--
低温研磨器Shanghai Jingxin Industrial Development Co., Ltd.--
正常山羊血清Thermo Fisher Scientific, Inc.16210064
山羊抗兔IgG(H+L)Fluor488标记二抗Affinity BiosciencesS0018
DAPIShanghai Biotium Biological Co., Ltd.C1005
Leica显微镜Leica Microsystems, Inc.--
抗兔IgG(H+L)二抗Cell Signaling Technology, Inc.14708
增强化学发光检测试剂盒Merck KGaAWBULS0100
RIPA裂解液Beyotime Institute of Biotechnology--
BCA蛋白定量试剂盒Bio-Rad Laboratories, Inc.--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型与分组
动物品系、性别、年龄、体重;分组及每组样本量
阅读提示:Materials and methods: Experimental animals及Animal grouping and model establishment
药物预处理
CCPA和ML385的剂量、给药方式、预处理时间
阅读提示:Materials and methods: Animal grouping and model establishment
行为学与梗死体积测定
Longa评分时间和标准;TTC染色浓度、温度和时间
阅读提示:Materials and methods: Neurobehavioral function score及TTC staining
蛋白表达检测
蛋白提取、定量、电泳、转膜、抗体稀释比例、孵育条件
阅读提示:Materials and methods: Western blotting
免疫荧光
切片厚度、抗体稀释比例、孵育条件、DAPI染色时间
阅读提示:Materials and methods: Immunofluorescence