Miro1通过增强BMSCs对线粒体稳态的作用保护大鼠心肺复苏后脑损伤

背景 线粒体稳态失衡在脑缺血再灌注后的神经元损伤中起重要作用，Miro1是调节线粒体稳态的核心蛋白。本研究旨在探讨骨髓间充质干细胞（BMSCs）通过线粒体稳态对大鼠心脏骤停（CA）后的神经保护作用，并阐明蛋白Miro1在该保护效应中的作用。 方法 研究比较了过表达Miro1的BMSCs（BMSCs-mirohi）、敲低Miro1的BMSCs（BMSCs-mirolo）和未修饰的BMSCs对海马神经元线粒体稳态的影响，以评估这些细胞在大鼠全脑缺血再灌注损伤模型中的神经保护作用。大鼠经历5分钟CA建模并接受心肺复苏（CPR）。自主循环恢复后2小时，经股静脉注射1 mL PBS或1 mL含1×10^6 BMSCs（正常、mirohi或mirolo）的溶液。根据神经功能障碍评分（NDS）评估大鼠的神经功能。进行脑组织病理学检查，通过测量氧化应激水平和海马神经元凋亡率评估脑损伤。采用免疫印迹和透射电子显微镜检测海马神经元线粒体自噬相关蛋白的表达。使用免疫荧光追踪BMSCs中的线粒体并观察线粒体转移。此外，测量海马神经元线粒体的膜电位水平、氧化应激水平和ATP含量，以评估移植的BMSCs对这些海马神经元线粒体质量的影响。 结果 免疫荧光染色显示，CPR后大鼠海马神经元中存在来自MitoTracker标记的BMSCs的线粒体。此外，BMSCs移植后TOMM20的荧光强度显著增加。通过免疫印迹实验，我们发现BMSCs增强了CPR后海马神经元中LC3、p62、PINK1和parkin的蛋白表达。透射电子显微镜观察发现，BMSCs移植后海马神经元中的自噬体数量显著增加。流式细胞术、苏木精和伊红（HE）染色以及NDS评分表明，BMSCs有效减少了CPR后海马神经元和线粒体中活性氧的积累。此外，它们恢复了海马中的线粒体膜电位和ATP水平，同时减少细胞凋亡，最终促进神经功能的恢复。此外，与BMSCs-mirolo不同，BMSCs-mirohi能够显著提高BMSCs介导的线粒体转移效率并增强线粒体自噬。这种放大作用进而增强了BMSCs在CPR期间对海马神经元的保护作用，从而促进大鼠神经功能的恢复。 结论 这些分析表明，BMSCs移植通过促进健康线粒体转移和促进受损线粒体的自噬降解发挥双重保护作用，有效增强CA后海马神经元线粒体功能，同时减少神经元凋亡，恢复神经元功能，减轻神经病理损伤。此外，Miro1可以增强线粒体转移效率并促进BMSCs介导的线粒体自噬诱导，从而优化BMSCs的治疗效果。