GPR120激动剂TUG-891通过PI3K/AKT信号通路减轻内质网应激和凋亡,从而缓解缺血性脑损伤

The GPR120 agonist TUG-891 mitigates ischemic brain injury by attenuating endoplasmic reticulum stress and apoptosis via the PI3K/AKT signaling pathway.

作者信息Panxi Sun, Lili Wei, Xue Qin, Jia Luo, Dongsheng Fan, Yong Chen
PMID40915963
发布时间2025-10
DOI10.1016/j.neurot.2025.e00735

实验完整度

高

包含体内dMCAO模型和体外OGD/R细胞模型,并进行了功能评估、组织学、氧化应激、凋亡和ER应激检测,以及通路抑制剂验证。

主要模型

C57BL/6小鼠dMCAO模型 HT22神经元细胞OGD/R模型

重点核对

TUG-891给药剂量35 mg/kg,腹腔注射,术后1、24、48小时给药 TUG-891体外浓度50 μM,OGD 8小时 PI3K抑制剂LY294002预处理浓度 神经功能评估时间点:术后24、48、72小时 mNSS和Rotarod测试采用双盲设计

摘要

大量研究已证实,ω-3脂肪酸主要通过激活G蛋白偶联受体120(GPR120)信号通路发挥心血管保护作用。然而,该受体的天然激活剂往往缺乏足够的强度和选择性。TUG-891是一种新合成的选择性GPR120激活剂,在多种疾病中显示出显著的治疗潜力。本研究旨在评估TUG-891对缺血性脑损伤的神经保护作用。为此,采用体内小鼠远端大脑中动脉闭塞(dMCAO)模型,以及体外HT22细胞氧糖剥夺/复氧(OGD/R)模型。结果表明,TUG-891显著改善了dMCAO后的神经功能,减少了脑梗死体积,并减轻了病理损伤。此外,TUG-891显著降低了氧化应激水平,减少了内质网(ER)应激相关标志物,并调节了关键的凋亡调节因子,从而在体内和体外抑制了凋亡。另外,TUG-891被发现影响PI3K/Akt信号通路,而应用抑制剂LY294002在体外消除了TUG-891的保护作用。这项综合研究揭示了TUG-891通过涉及氧化应激减轻、ER应激调节和存活通路激活的多靶点机制,对缺血性卒中的治疗潜力。在多个生物学模型中观察到的一致神经保护作用,凸显了其进一步临床开发的转化价值。

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
TUG-891是否对缺血性脑损伤具有神经保护作用,其机制是否涉及抑制氧化应激、内质网应激和凋亡,并依赖于PI3K/AKT信号通路?
核心机制
TUG-891通过激活GPR120,进而激活PI3K/AKT信号通路,减轻氧化应激、内质网应激和凋亡,从而发挥神经保护作用。
主要证据
在dMCAO小鼠模型中,TUG-891减少梗死体积、改善神经功能、减轻病理损伤、降低氧化应激和ER应激标志物、抑制凋亡;在HT22细胞OGD/R模型中,这些保护效应被PI3K抑制剂LY294002逆转。
研究意义
TUG-891是首个被报道对脑缺血具有保护作用的合成GPR120激动剂,为缺血性卒中的治疗提供了新的潜在药物候选。

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

构建体内dMCAO缺血模型和体外OGD/R模型

建立缺血性脑损伤的动物和细胞模型,评估TUG-891的治疗潜力。

小鼠行dMCAO手术,HT22细胞进行OGD(8小时)和复氧处理。TUG-891在术后1、24、48小时腹腔注射(35 mg/kg),体外于复氧时给予50 μM。

2

评估TUG-891对脑梗死体积和神经功能的影响

验证TUG-891是否能减轻脑缺血损伤并改善神经功能。

采用TTC染色测量脑梗死体积,mNSS评分和Rotarod测试评估神经功能。

3

评估TUG-891对组织病理和氧化应激的影响

检测TUG-891是否能减轻缺血引起的组织损伤和氧化应激。

采用HE和Nissl染色观察神经元形态,生化检测SOD和MDA水平,DHE荧光检测ROS。

4

评估TUG-891对神经元凋亡的影响

验证TUG-891是否能抑制缺血诱导的神经细胞凋亡。

采用TUNEL染色检测脑组织凋亡细胞,Western blot检测凋亡相关蛋白Bax、Bcl-2、Cleaved-caspase3。

5

评估TUG-891对内质网应激的影响

探究TUG-891是否通过抑制内质网应激发挥保护作用。

Western blot检测ER应激标志物GRP78、P-PERK、CHOP的表达。

6

验证PI3K/AKT通路在TUG-891保护作用中的必要性

证实TUG-891的神经保护作用依赖于PI3K/AKT信号通路。

在体外OGD/R模型中,使用PI3K抑制剂LY294002,检测细胞活力、凋亡、氧化应激和ER应激相关指标。

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
TUG-891MCEHY-100881
2,3,5-三苯基氯化四氮唑SolaibaoT8170
尼氏染色液SolaibaoG1430
MDA检测试剂盒Beijing SolaibaoG1430
SOD检测试剂盒Beijing SolaibaoG1430
二氢乙啶Beijing SolaibaoG4817
2',7'-二氯二氢荧光素二乙酸酯Beijing SolaibaoCA1410
TUNEL原位标记试剂盒Punosai Life SciencesP-CA-301
RIPA裂解液Pulilai Company--
BCA蛋白定量试剂盒Pulilai Company--
GPR120抗体AffinityAF5219
GRP78抗体Wuhan Protech11587-1-AP
CHOP抗体Wuhan Protech66741-1-Ig
PERK抗体Shanghai AbmartTP52759
磷酸化PERK抗体Shanghai AbmartTA4499
P62抗体Shanghai AbmartT55546
LC3-II抗体Shanghai AbmartT55992
GAPDH抗体Wuhan Protech60004-1-Ig
β-肌动蛋白抗体Wuhan Protech66009-1-Ig
Bax抗体Shanghai AbmartT40051
Bcl-2抗体Shanghai AbmartT40056
Cleaved-caspase3抗体Wuhan Protech25128-1-AP
HRP标记二抗ProteintechSA00001-2
HRP标记二抗ProteintechSA00001-1
DMEM培养基----
胎牛血清----
细胞计数试剂盒-8Beyotime Biotechnology--
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒----

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
动物模型建立
小鼠品系、性别、年龄、体重,dMCAO手术细节,麻醉药物及剂量
阅读提示:Materials and Methods: Experimental animals, Permanent distal middle cerebral artery occlusion (dMCAO)
药物处理
TUG-891给药剂量、给药途径、给药时间点
阅读提示:Materials and Methods: Experimental design
神经功能评估
评估时间点,mNSS评分细则,Rotarod训练和测试参数
阅读提示:Materials and Methods: mNSS neurological score and rotarod test
组织学检测
切片厚度,染色方法,阳性细胞计数标准
阅读提示:Materials and Methods: TTC staining, HE and Nissl staining
氧化应激检测
组织处理方式,检测试剂盒,样品制备
阅读提示:Materials and Methods: MDA and SOD Levels, ROS detection
凋亡检测
TUNEL染色试剂盒,流式细胞术条件,细胞浓度
阅读提示:Materials and Methods: TUNEL staining, Flow cytometry
蛋白表达检测
抗体品牌、货号,蛋白上样量
阅读提示:Materials and Methods: Western blot
体外细胞实验
HT22细胞培养条件,OGD时长,TUG-891浓度,LY294002浓度
阅读提示:Materials and Methods: Cell culture and administration; 补充图2