头针通过激活p62-Keap1-Nrf2通路保护脑出血大鼠模型的神经元铁死亡

Scalp Acupuncture Protects Against Neuronal Ferroptosis by Activating The p62-Keap1-Nrf2 Pathway in Rat Models of Intracranial Haemorrhage.

作者信息Ming-Yue Li, Xiao-Hong Dai, Xue-Ping Yu, Wei Zou, Wei Teng, Peng Liu, Xin-Yang Yu, Qi An, Xin Wen
PMID34405366
发布时间2022-01
DOI10.1007/s12031-021-01890-y

实验完整度

包含体外模型、动物模型和患者样本,明确了功能验证和机制验证,如Western blot、免疫组化、透射电镜等,证据层级较为完整。

主要模型

Sprague Dawley大鼠自体血注射脑出血模型 SD大鼠

重点核对

SD大鼠,雄性,280±10g,8-10周龄 自体血注入右侧基底节建立ICH模型 SA治疗:每日一次,Baihui透Qubin,30分钟,连续7天 DFX组:100mg/kg/day腹腔注射 时间点:6小时、1、3、7天

摘要

脑出血(ICH)可能是一种灾难性事件;即使病理的初始阶段得到良好管理,许多患者在发作后仍会出现各种残留的神经功能缺损。铁死亡是最近发现的一种细胞死亡类型,与ICH相关的神经功能损害密切相关。本研究探讨了头针(SA)疗法对自体血注射小鼠ICH模型的预防性影响,以确定SA是否通过调节铁死亡来减轻ICH后的继发性损伤,并探讨了与此过程相关的病理生理机制。采用Ludmila Belayev测试表征神经损伤。采用苏木精-伊红染色确定诱导ICH的脑部影响。使用购买的试剂盒评估出血周围脑组织中的丙二醛(MDA)和铁含量。透射电子显微镜描绘了出血区域神经细胞体内的线粒体形态。Western blotting用于检测NeuN、 sequestosome 1(p62)、核因子E2相关因子2(Nrf2)、Kelch样ECH相关蛋白1(Keap1)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)和铁蛋白重链1(FTH1)的蛋白表达水平。免疫组化染色分别记录了Nrf2、GPX4和FTH1阳性细胞的频率。结果表明,ICH后SA治疗减轻了MDA和铁蓄积,减少了神经细胞体内线粒体收缩和外线粒体膜直径增加的出现,并抑制了神经元铁死亡。这些作用的通路可能涉及p62、Nrf2、GPX4和FTH1表达增强,以及Keap1表达降低。SA的应用减少了ICH后确定的神经行为异常;SA治疗与去铁胺给药的结果之间未观察到差异。可以推测,SA干预通过触发抗氧化通路p62/Keap1/Nrf2,并引起FTH1和GPX4上调,从而参与减少过量铁并减轻ICH后铁死亡引起的脂质过氧化损伤,促进ICH后恢复。

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
头针能否通过调节铁死亡来减轻脑出血后的继发性损伤,并探讨其潜在机制。
核心机制
头针通过激活p62-Keap1-Nrf2通路,促进Nrf2核转位,上调FTH1和GPX4表达,减少铁蓄积和脂质过氧化,从而抑制神经元铁死亡。
主要证据
大鼠ICH模型显示,SA干预降低了MDA和铁水平,减轻了线粒体损伤,提高了NeuN、Nrf2、FTH1、GPX4表达,降低了Keap1,并改善了神经行为评分,与去铁胺效果相当。
研究意义
头针可能通过调节铁代谢和脂质过氧化,成为促进ICH后功能恢复的潜在疗法,为未来针对细胞死亡机制的ICH治疗提供基础。

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ICH模型和分组

建立大鼠脑出血模型,并设置不同干预组以评估头针效果。

采用立体定位注射自体血至右侧基底节建立ICH模型,雄性SD大鼠随机分为对照组、假手术组、ICH模型组、SA治疗组和DFX组。

2

头针治疗

应用头针干预,观察其对ICH后神经损伤和铁死亡的影响。

ICH建模后5小时,SA组每日进行30分钟Baihui透Qubin针刺,连续7天;DFX组腹腔注射去铁胺。

3

神经行为学评估

评估头针治疗对ICH后神经功能缺损的改善作用。

使用Ludmila Belayev测试在6小时、1、3、7天评估神经功能,包括姿势反射和放置试验。

4

组织病理学检查

观察脑组织病理变化,确认ICH模型成功及头针的神经保护作用。

脑组织切片HE染色,显微镜下观察出血、炎症、细胞水肿等病理改变。

5

透射电镜观察线粒体形态

评估铁死亡相关的线粒体超微结构变化。

透射电镜观察神经细胞体内线粒体形态,测量线粒体面积和最大直径。

6

生化指标检测(MDA和铁含量)

检测脂质过氧化标志物MDA和铁含量,反映铁死亡程度。

使用MDA和铁检测试剂盒测定出血周围脑组织中MDA和铁浓度。

7

Western blot检测蛋白表达

检测铁死亡相关蛋白表达水平,探究信号通路机制。

Western blot检测NeuN、p62、Nrf2、Keap1、GPX4、FTH1蛋白表达,以β-actin为内参。

8

免疫组化染色

检测Nrf2、GPX4、FTH1阳性细胞数量,验证蛋白表达变化。

免疫组化染色观察Nrf2、GPX4、FTH1阳性细胞,并进行半定量分析。

9

统计分析

比较各组间差异,验证干预效果。

采用SPSS 26进行统计分析,Western blot、免疫组化、MDA和铁浓度使用单因素方差分析和Tukey事后检验,神经行为评分采用Kruskal-Wallis和Dunn多重比较检验。

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
立体定位仪RWD Life Science Co. Ltd.68001
Hamilton注射器----
针灸针Huatuo, Suzhou Medical Supplies Factory Co. Ltd.--
去铁胺Novartis Pharmaceutical Co. Ltd.--
Olympus显微镜Olympus CorporationBX53
醋酸铀----
日立H-7650透射电子显微镜Hitachi--
全蛋白提取试剂盒Wanleibio Biotechnology Co., Ltd.WLA019
BCA蛋白浓度试剂盒Wanleibio Biotechnology Co., Ltd.WLA004
PVDF膜Millipore, Inc.IPVH00010
抗NeuN抗体WanleibioWL03099
抗Nrf2抗体Biossbs-1074R
抗FTH1抗体Abcamab183781
抗GPX4抗体Abcamab125066
抗p62抗体WanleibioWL02385
抗Keap1抗体WanleibioWL03285
抗β-actin抗体WanleibioWL01845
山羊抗兔IgG-HRPWanleibioWLA023
发光液Wanleibio Biotechnology Co., Ltd.--
生物素化山羊抗兔IgGBeyotimeA0277
DAB显色剂----
Olympus显微镜Olympus CorporationDP73
MDA检测试剂盒Wanleibio Biotechnology Co., Ltd.WLA048a
铁检测试剂盒Leagene Biotechnology Co. Ltd.TC1015

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
大鼠品系、性别、体重、周龄;自体血注射量、速率、深度及坐标
阅读提示:Materials and Methods: Animal Studies, ICH Model
头针治疗
穴位定位(DU20透GB7)、针刺深度、频率、持续时间、疗程
阅读提示:Materials and Methods: Scalp Acupuncture Treatment
去铁胺处理
DFX剂量、给药途径、频率
阅读提示:Materials and Methods: Groups
神经行为评估
评估时间点、评分量表(Belayev)具体项目及标准
阅读提示:Materials and Methods: Neurological Function Assessment
生化检测
MDA和铁检测试剂盒型号、波长、组织取材部位
阅读提示:Materials and Methods: Measurement of Malondialdehyde and Iron Concentration