二氢杨梅素通过拮抗大鼠细胞焦亡减轻缺血性脑损伤

Dihydromyricetin Alleviates Ischemic Brain Injury by Antagonizing Pyroptosis in Rats.

作者信息Huiru Ding, Quancheng Cheng, Xuan Fang, Ziyuan Wang, Jinyu Fang, Huaicun Liu, Junwei Zhang, Chunhua Chen, Weiguang Zhang
PMID37603215
发布时间2023-10
DOI10.1007/s13311-023-01425-w

实验完整度

包含转录组测序、动物模型(MCAO)、神经行为学、TTC/尼氏/TUNEL染色、Western blot、IHC等多层级实验,并进行功能验证和机制验证。

主要模型

Sprague-Dawley大鼠MCAO模型

重点核对

大鼠品系:雄性Sprague-Dawley大鼠,体重280-320g MCAO模型:硅胶线栓阻塞大脑中动脉90分钟 DHM给药:腹腔注射100 mg/kg,再灌注开始时给药,连续7天 对照组:HP-β-CD溶液(4 ml/kg) 样本量:每组8只

摘要

缺血性卒中是一种严重威胁人类健康的世界性疾病,目前有效的治疗药物很少。二氢杨梅素(DHM)具有抗炎、抗氧化和抗凋亡功能。我们鉴定了缺血性卒中后的细胞焦亡。在此,我们研究了DHM对缺血性卒中和细胞焦亡的影响。在实验的第一部分,Sprague-Dawley大鼠被随机分为假手术组和MCAO组。通过硅胶线栓阻塞大脑中动脉90分钟建立MCAO模型。再灌注后1天取缺血半暗带进行mRNA测序。在第二部分,大鼠被分为假手术组、MCAO组和DHM组。在栓塞后90分钟开始再灌注的同时腹腔注射DHM,连续7天。通过形态学和分子学方法观察细胞焦亡的变化。转录组学结果提示建模后存在NLRP3介导的焦亡通路激活。MCAO后Longa评分升高,DHM处理后降低。2,3,5-三苯基氯化四氮唑(TTC)染色显示DHM可减少MCAO诱导的梗死体积。尼氏染色显示MCAO组神经元排列紊乱,尼氏体减少,但DHM处理逆转了这种效应。对焦亡相关分子的分析显示,MCAO组存在严重的细胞焦亡,而DHM有效减少了细胞焦亡。我们的结果表明,DHM对缺血性卒中具有神经保护作用,至少部分通过减少细胞焦亡实现。

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
DHM是否能减轻缺血性卒中后的脑损伤,以及其作用是否与抑制细胞焦亡有关?
核心机制
DHM通过抑制NLRP3/caspase-1/GSDMD介导的细胞焦亡通路,减少IL-1β的释放,从而发挥神经保护作用。
主要证据
在MCAO大鼠模型中,DHM治疗改善了神经行为评分,减少了脑梗死体积,改善了神经元形态,并降低了焦亡相关蛋白(NLRP3、caspase-1、GSDMD-N、IL-1β)的表达,同时减少了TUNEL阳性细胞。
研究意义
该研究为DHM作为缺血性卒中治疗药物提供了实验依据,并提示其可能通过抑制焦亡和抗炎作用发挥神经保护作用,具有临床转化潜力。

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MCAO大鼠模型

建立缺血性卒中动物模型,为后续实验提供基础。

雄性SD大鼠随机分为假手术组和MCAO组,用硅胶线栓阻塞大脑中动脉90分钟,再灌注。

2

转录组学分析

探索缺血性卒中后基因表达变化,特别是焦亡相关通路。

再灌注后1天取缺血半暗带进行mRNA测序,鉴定差异表达基因,并进行GO和GSEA富集分析。

3

DHM给药及神经行为学评估

评估DHM对MCAO大鼠神经功能的影响。

将大鼠分为假手术组、MCAO组和DHM组,再灌注开始时腹腔注射DHM(100 mg/kg)或载体,连续7天,每日进行Longa评分。

4

评估脑梗死体积和神经元形态

评估DHM对脑组织损伤的改善作用。

第7天取脑,进行TTC染色计算梗死体积,尼氏染色观察神经元形态。

5

检测细胞焦亡

验证DHM是否抑制MCAO诱导的细胞焦亡。

通过TUNEL染色检测DNA断裂,Western blot和IHC检测焦亡相关蛋白(NLRP3、caspase-1、GSDMD、IL-1β)的表达。

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
硅胶线栓JialingL3800
二氢杨梅素SolarbioSD8280
羟丙基-β-环糊精溶液----
2,3,5-三苯基氯化四氮唑CoolaberCT11531
尼氏溶液SolarbioG1430
TUNEL染色试剂盒Vazyme--
RIPA裂解液----
PVDF膜----
抗NLRP3抗体Abcamab263899
抗caspase-1 p20抗体Biossbs-10442R
抗GSDMD抗体ABclonalA20197
抗IL-1β抗体Abcamab283818
抗β-微管蛋白抗体ApplygenC1340
抗β-肌动蛋白抗体ZSGB-BIOTA-09
超增强化学发光试剂DiNingDE2002
抗NLRP3抗体Abcamab263899
抗IL-1β抗体Abcamab283818
TRIzol试剂Thermofisher15596018
RNA 6000 Nano LabChip试剂盒Agilent5067-1511
Dynabeads Oligo (dT)Thermo Fisher--
SuperScript™ II逆转录酶Invitrogen1896649
3.0 T磁共振设备----
Sante DICOM Viewer 8----
SPSS 22----
GraphPad Prism 7----

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(雄性SD,280-320g),线栓型号(L3800),阻塞时间(90分钟),麻醉方式(异氟烷)
阅读提示:见Methods: Animal Model
药物处理
DHM剂量(100 mg/kg),给药方式(腹腔注射),给药时间(再灌注开始时,连续7天),对照组(HP-β-CD溶液4 ml/kg)
阅读提示:见Methods: Animal Model
神经行为学评估
Longa评分标准(0-4分),评估时间(术后连续7天),纳入标准(评分1-3)
阅读提示:见Methods: Longa Test
梗死体积测定
TTC浓度(2%),切片厚度(2mm),染色温度(37°C),梗死体积计算公式
阅读提示:见Methods: TTC Staining
组织染色
尼氏染色时间(30分钟),温度(37°C),TUNEL染色试剂盒(Vazyme),IHC抗体浓度(未明确)
阅读提示:见Methods: Nissl Staining, TUNEL Staining, IHC
蛋白表达检测
组织取样部位(梗死周围区域),裂解时间(15分钟),离心(12000g,10分钟,4°C),抗体稀释浓度(未明确)
阅读提示:见Methods: Western Blot Assay