穗花杉双黄酮通过靶向HMGB1介导的TLR4/NF-κB信号通路减轻大鼠脑缺血/再灌注诱导的氧化应激和神经炎症

Amentoflavone attenuates oxidative stress and neuroinflammation induced by cerebral ischemia/reperfusion in rats by targeting HMGB1-mediated TLR4/NF-κB signaling pathway.

作者信息Abdulaziz S Saeedan, Rehab F Abdel-Rahman, Gamal A Soliman, Hanan A Ogaly, Maged S Abdel-Kader
PMID37811125
发布时间2023-11
DOI10.1016/j.jsps.2023.101798

实验完整度

包含体内大鼠模型(CCAO)的功能(神经行为学)和生化(炎症因子、抗氧化标志物)验证,以及基因表达和组织病理学分析,但缺少体外或类器官等第二证据层级,且未进行机制干预实验。

主要模型

Wistar大鼠左侧颈总动脉闭塞(CCAO)诱导的局灶性脑缺血/再灌注模型

重点核对

AMNT给药剂量:20 mg/kg和40 mg/kg,口服,术前3天和术后3天 脑缺血诱导:左侧颈总动脉闭塞60分钟后恢复血流 神经功能评估:术后24小时进行神经功能缺损评分 行为学测试:术后2天进行转棒实验和活动笼实验 基因表达分析:RT-PCR检测TLR4和HMGB1 mRNA

摘要

调查表明,中风被列为全球死亡以及死亡和残疾合并的主要原因之一,给全球经济造成了巨大损失。本研究旨在评估双黄酮类化合物穗花杉双黄酮(AMNT)在减轻大鼠脑缺血/再灌注(IR)损伤中的神经保护潜力,并阐明在类似中风状况的实验条件下的可能潜在机制。通过左侧颈总动脉闭塞60分钟,然后恢复血流来实现脑缺血。假手术对照组大鼠接受相同的手术过程,但不进行脑IR。大鼠在手术前三天口服AMNT/或载体,并在左侧脑IR后再给药三天。脑IR后24小时评估所有组大鼠的神经功能缺损。每组分为两个亚组,一个用于转棒实验和生化评估,另一个亚组用于活动笼实验、组织病理学研究、免疫组织化学和基因表达分析。AMNT提高了大脑中GSH和CAT活性水平,通过降低血清中的炎性细胞因子抑制神经炎症,并提高了大脑中TBK1和IFNβ的含量。AMNT通过抑制HMGB1下调TLR4-/NF-κB信号通路。此外,AMNT通过抑制NF-κB信号通路和减少caspase-3的激活来阻断凋亡性细胞死亡。这些发现表明,AMNT可能通过调节HMGB1介导的TLR4/NF-kB通路减轻IR诱导的脑损伤。因此,AMNT可能为脑卒中提供潜在的预防和治疗选择。

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
穗花杉双黄酮(AMNT)能否通过调节HMGB1介导的TLR4/NF-κB信号通路,减轻脑缺血/再灌注(IR)诱导的氧化应激和神经炎症?
核心机制
AMNT通过抑制HMGB1,下调TLR4/NF-κB信号通路,减少促炎细胞因子释放,并抑制caspase-3活化,从而减轻氧化应激和细胞凋亡。
主要证据
在CCAO大鼠模型中,AMNT(20和40 mg/kg)显著降低神经功能缺损评分,改善运动协调和自发活动,降低血清TNF-α、IL-1β、IL-6水平,提高脑内GSH、CAT、TBK1和IFNβ水平,降低MDA和NF-κB水平,下调TLR4和HMGB1 mRNA表达,并减少caspase-3免疫阳性细胞。
研究意义
AMNT可能为脑缺血损伤提供潜在的预防和治疗选择,并可作为新的治疗靶点。

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

建立脑缺血/再灌注(IR)大鼠模型

模拟脑卒中样损伤,评估IR对神经功能的影响。

成年雄性Wistar大鼠,采用左侧颈总动脉闭塞(CCAO)60分钟,然后恢复血流,建立局灶性脑IR模型;假手术组除不闭塞外,其余操作相同。

2

AMNT给药处理

探讨AMNT的神经保护作用及其剂量依赖性。

大鼠在手术前三天和术后三天口服AMNT(20或40 mg/kg)或载体(2%吐温80),术后24小时评估神经功能。

3

神经功能和行为学评估

评估AMNT对IR诱导的神经功能缺损和运动协调性的改善作用。

采用神经功能缺损评分(Longa法)评估;转棒实验评价运动协调和平衡;活动笼实验评价自发活动。

4

炎症因子和氧化应激标志物检测

评估AMNT对IR诱导的炎症反应和氧化应激的调节作用。

采集血清和脑组织,使用ELISA试剂盒检测血清TNF-α、IL-1β、IL-6,脑组织NF-κB、TBK1、IFNβ;测定脑组织MDA、GSH、CAT含量或活性。

5

组织病理学和免疫组化检查

评估脑组织形态学损伤和细胞凋亡相关蛋白caspase-3的表达。

脑组织经固定、包埋、切片,HE染色观察病理变化;免疫组化检测caspase-3表达,并用ImageJ分析阳性细胞百分比。

6

基因表达分析

探讨AMNT对IR诱导的TLR4和HMGB1基因表达的影响。

从脑组织提取RNA,采用RT-PCR(SYBR Green法)检测TLR4和HMGB1 mRNA表达,以GAPDH为内参,用ΔΔCt法分析相对表达量。

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
穗花杉双黄酮Aktin Chemicals, Inc--
吐温80Merck--
牛血清白蛋白Sigma--
DPX封片剂Merck--
三唑Merck--
转棒仪Ugo BasileModel No. 7750
活动笼Ugo-BasileModel No. 7430
冷冻离心机Sigma/Laborzentrifugen2 k15
兔多克隆抗Caspase-3抗体ElabscienceE-AB-63602
Vectastain ABC-HRP试剂盒Vector laboratories--
One-Step SuperScript IV RT-PCR试剂盒Thermo Fisher Scientific--
Trizol试剂Invitrogen--
ImageJ----

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
大鼠品系、体重、性别;麻醉方式、剂量;缺血时间(60分钟);再灌注时间;体温维持(37±0.5°C)
阅读提示:见Materials and methods 2.2和2.3节
药物干预
AMNT剂量(20、40 mg/kg)、给药途径(口服)、给药时间(术前3天、术后3天);载体(2% Tween 80)
阅读提示:见Materials and methods 2.4节
神经行为学评估
神经功能缺损评分方法(Longa法、评分标准、排除标准);转棒实验条件(转速、加速模式、最大时间、训练次数);活动笼实验条件(测试时间、记录指标)
阅读提示:见Materials and methods 2.5和2.6节
生化检测
血清和脑组织采集时间;ELISA试剂盒品牌和货号;MDA、GSH、CAT检测方法;样本处理(离心速度、温度)
阅读提示:见Materials and methods 2.7-2.12节
组织病理和免疫组化
脑组织固定、包埋、切片厚度;HE染色方法;caspase-3抗体克隆、稀释度、抗原修复条件;阳性细胞计数方法
阅读提示:见Materials and methods 2.13和2.14节
基因表达分析
RNA提取方法;RT-PCR试剂盒;引物序列;内参基因;相对定量方法(ΔΔCt)
阅读提示:见Materials and methods 2.15节和Table 1