紫杉醇通过激活Wnt/β-catenin信号通路减轻脊髓损伤

Paclitaxel alleviates spinal cord injury via activation of the Wnt/β-catenin signaling pathway.

作者信息Zhifeng Chen, Da Wo, Celiang Wu, En Ma, Jinhui Peng, Weidong Zhu, Dan-Ni Ren
PMID40329167
期刊Mol Med
发布时间2025-05-06
DOI10.1186/s10020-025-01240-3

实验完整度

高

包含动物模型(小鼠脊髓压迫损伤)和体外细胞实验(HEK293细胞TOPFlash报告基因),并采用抑制剂XAV939进行功能性验证,涵盖行为学、组织学、Western blot等多层次验证。

主要模型

小鼠脊髓压迫损伤模型(C57BL/6雌性小鼠) HEK293细胞

重点核对

PTX剂量:36 ng/天/小鼠,鞘内注射,连续21天 XAV939剂量:0.56 mg/kg/小鼠,鞘内注射 小鼠分组:Sham (n=6), SCI+Saline (n=8), SCI+PTX (n=8), SCI+PTX+XAV939 (n=8) 检测时间点:术后1、3、7、10、14、21天(行为学);术后21天(组织学、Western blot)

摘要

背景:脊髓损伤(SCI)是一种导致中枢神经系统严重创伤性损伤的残疾,全球患病率不断增加。紫杉醇(PTX)是一种天然植物代谢产物,已被证明在中枢神经系统中表现出多种神经保护作用,然而,其在SCI中发挥保护作用的具体机制仍不清楚。在本研究中,我们旨在探讨PTX在SCI中的治疗作用,并阐明与其神经保护潜力相关的潜在分子机制。方法:建立小鼠脊髓压迫模型,随后鞘内注射相应药物21天。将小鼠随机分为以下四组:Sham组、SCI + Saline组、SCI + PTX组和SCI + PTX + XAV939组。通过多种评分测试检查下肢功能和力量的恢复以及肌肉萎缩。通过免疫组化染色检查神经元和轴突损伤程度以及纤维化。结果:PTX给药显著改善了SCI术后下肢功能和力量的恢复,防止了肌肉萎缩,并减少了神经元和轴突死亡的程度。PTX还强烈激活了Wnt/β-catenin蛋白信号通路,该通路在其治疗作用中发挥了关键作用。与Wnt/β-catenin通路抑制剂XAV939联用,显著消除了PTX在SCI后的有益作用。结论:本研究为PTX在保护脊髓损伤中的有益作用提供了重要的新机制见解,并为其潜在的治疗应用提供了实验基础。

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
PTX在脊髓损伤中的治疗作用及其是否通过调节Wnt/β-catenin信号通路发挥神经保护作用。
核心机制
PTX通过激活Wnt/β-catenin信号通路,抑制神经元凋亡,从而减轻脊髓损伤后的神经元和轴突损伤。
主要证据
小鼠脊髓压迫模型中,PTX显著改善运动功能恢复和肌肉萎缩,减少组织损伤和胶质瘢痕形成,上调NeuN、NF200、GAP43等神经标记物;体外TOPFlash报告基因实验显示PTX剂量依赖性激活Wnt/β-catenin信号;XAV939(Wnt抑制剂)消除了PTX的保护作用。
研究意义
本研究首次揭示了PTX通过激活Wnt/β-catenin信号通路保护脊髓损伤的机制,为PTX在脊髓损伤治疗中的潜在临床应用提供了理论基础。

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

建立小鼠脊髓压迫损伤模型并进行药物干预

构建SCI模型并评估PTX及其与Wnt抑制剂联用的治疗效果。

对雌性C57BL/6小鼠进行T9-T12椎板切除术并用镊子压迫脊髓2秒制造损伤,术后立即鞘内注射PTX或XAV939,每日一次,持续21天。

2

评估运动功能恢复和肌肉萎缩

检测PTX对SCI后下肢运动功能和肌肉力量的改善作用。

采用BMS评分、脚趾展开评分、斜面测试和握力测试评估运动功能;测量股四头肌重量和肌球蛋白表达。

3

组织学染色评估脊髓组织损伤

观察PTX对受损脊髓组织结构、胶质瘢痕和髓鞘的保护作用。

进行HE染色观察组织形态和坏死腔;Masson染色评估胶质瘢痕;LFB染色观察髓鞘完整性。

4

检测神经元和轴突存活及凋亡相关蛋白

验证PTX是否减少神经元死亡并促进轴突再生,以及其与凋亡通路的关系。

通过Nissl染色和NF200免疫荧光观察神经元和轴突;Western blot检测NeuN、NF200、GAP43、Bax、Bcl-2、Caspase-3等的表达。

5

验证Wnt/β-catenin信号通路激活及机制

验证PTX对Wnt/β-catenin通路的激活作用,并证明其介导PTX的保护作用。

使用TOPFlash报告基因实验检测PTX对Wnt/β-catenin通路的影响;Western blot检测β-catenin、c-Myc和p-β-catenin水平;加入XAV939抑制剂观察对PTX保护作用的消除。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
紫杉醇MedChemExpress (MCE)33069-62-4
XAV939----
HEK293细胞----
劳克森固蓝SolarbioG3245
尼氏染色试剂BeyotimeC01117
抗NF200抗体Proteintech18934-1-AP
抗GAP43抗体Abcamab75810
抗NeuN抗体Proteintech26975-1-AP
抗Bcl2抗体Proteintech26593-1-AP
抗c-Myc抗体Proteintech10828-1-AP
抗β-actin抗体Proteintech66009-1-Ig
抗肌球蛋白抗体Sigma-AldrichM8421
磷酸化β-Catenin抗体Cell Signaling Technology9561S
β-catenin抗体Cell Signaling Technology8480S
抗Bax抗体Cell Signaling Technology14796S
抗Caspase-3抗体Cell Signaling Technology9662S
抗TBP抗体Cell Signaling Technology44059S
山羊抗小鼠IgG二抗Signalway Antibody6229
山羊抗兔IgG二抗Signalway Antibody8715
RIPA裂解液Beyotime Biotech--
核质蛋白提取试剂盒Sangon Biotech--
PVDF膜Merck Millipore--
TOPFlash报告质粒BeyotimeD2501
双荧光素酶报告基因检测系统VazymeDD1205
手术镊RWDF11027-13

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
雌性C57BL/6小鼠,6-8周龄,17-21g;分组:Sham (n=6), SCI+Saline (n=8), SCI+PTX (n=8), SCI+PTX+XAV939 (n=8)
阅读提示:Methods: Animal studies
药物干预
PTX剂量36 ng/天/小鼠,XAV939剂量0.56 mg/kg/小鼠,鞘内注射,连续21天
阅读提示:Methods: Drugs and Reagents, Animal studies
行为学评估
BMS评分和脚趾展开评分于术后1、3、7、10、14、21天;斜面测试于术后6、9、12、20天;握力测试于术后7、10、14、21天
阅读提示:Methods: Locomotion recovery assessment
组织学分析
HE、Masson染色切片厚度8μm,LFB染色;Nissl染色切片厚度25μm;图像分析使用ImageJ,具体阈值参数(如Hue-Saturation-Brightness模式)文中明确说明
阅读提示:Methods: Hematoxylin-eosin (HE) and Masson's trichrome staining, Luxol fast blue (LFB) staining, Nissl and immunofluorescence Staining
分子检测
Western blot抗体列表及稀释度未具体说明,需核对原文;TOPFlash实验条件:HEK293细胞,Wnt3a和TOPFlash共转染48h,PTX处理24h
阅读提示:Methods: Western Blot Analysis, TOPFlash reporter assay