针刺通过抑制血脑屏障破坏和调节自噬-凋亡平衡延长缺血性卒中后的溶栓时间窗

Acupuncture Extended the Thrombolysis Window by Suppressing Blood-Brain Barrier Disruption and Regulating Autophagy-Apoptosis Balance after Ischemic Stroke.

作者信息Zhihui Zhang, Tianliang Lu, Shanshan Li, Ruyu Zhao, Honglei Li, Xinchang Zhang, Yiyang Li, Yawen Xia, Guangxia Ni
PMID38672048
期刊Brain Sci
发布时间2024-04-19
DOI10.3390/brainsci14040399

实验完整度

包含动物模型、RNA-seq、BBB功能检测、蛋白表达及免疫共沉淀等多层级验证,明确进行了功能验证和机制验证。

主要模型

成年雄性SD大鼠栓塞性卒中模型 缺血半暗带脑组织 脑微血管内皮细胞

重点核对

rt-PA给药时间点(4.5h、6h、7.5h) 针刺治疗时间点(造模后2h) rt-PA给药剂量(10 mg/kg) 针刺穴位(GV26、双侧PC6)及操作参数 神经功能评分(Bederson量表、Corner测试)

摘要

背景:缺血性卒中(IS)是全球死亡和残疾的主要原因之一。狭窄的治疗时间窗(4.5小时内)和严重的出血风险限制了重组组织型纤溶酶原激活剂(rt-PA)静脉溶栓的治疗效果。醒脑开窍(XNKQ)针刺是中医的重要组成部分,专门针对急性缺血性卒中,通过刺激水沟(GV26)和内关(PC6)等关键穴位。在本研究中,我们探讨了XNKQ针刺在延长溶栓时间窗方面的治疗潜力,并探究了其分子机制。方法:通过TTC染色、神经功能评分、出血转化测定和H&E染色评估针刺延长溶栓时间窗的效果。采用RNA测序(RNA-seq)技术确定针刺的治疗靶点和干预机制。使用伊文思蓝染色和透射电子显微镜评估血脑屏障(BBB)完整性。采用免疫荧光染色和免疫共沉淀评估自噬和凋亡水平,并验证它们与BBB内皮细胞的相互作用。结果:针刺减轻了脑梗死和神经功能缺损,并将溶栓时间窗延长至6小时。RNA-seq揭示了16个潜在的针刺干预治疗预测因子,这些因子与抑制炎症和恢复BBB及血管功能有关。此外,针刺抑制了BBB渗漏并保留了紧密连接蛋白的表达。这种保护作用与调节BBB内皮细胞中自噬-凋亡平衡有关。针刺干预使Beclin1/Bcl-2复合物解离,从而促进自噬并减少凋亡。结论:XNKQ针刺可作为rt-PA溶栓的辅助治疗,旨在延长治疗时间窗并减轻缺血再灌注损伤。针刺通过调节自噬-凋亡平衡抑制BBB破坏,从而延长了IS中rt-PA的治疗时间窗。这些发现为进一步探索针刺作为rt-PA联合使用的补充候选方案提供了理论依据。

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
XNKQ针刺能否延长rt-PA溶栓的治疗时间窗,其机制是否涉及血脑屏障保护及自噬-凋亡平衡调节。
核心机制
针刺通过促进Beclin1与Bcl-2复合物解离,激活自噬并抑制内皮细胞凋亡,从而保护血脑屏障完整性,减轻缺血再灌注损伤,延长溶栓时间窗。
主要证据
在栓塞性卒中大鼠模型中,针刺联合rt-PA(6h)显著减小脑梗死体积、改善神经功能、减少出血转化及脑水肿;RNA-seq、伊文思蓝染色、透射电镜、免疫荧光及免疫共沉淀等实验表明针刺抑制BBB渗漏、恢复紧密连接蛋白表达,并通过调节Bcl-2/Beclin1相互作用平衡自噬与凋亡。
研究意义
作者提出XNKQ针刺可作为rt-PA溶栓的辅助治疗,旨在延长治疗时间窗并减轻缺血再灌注损伤,为临床扩大溶栓治疗窗口提供理论依据。

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

栓塞性卒中模型建立与分组

建立与人类缺血性卒中病理过程相似的栓塞性卒中模型,并设置不同治疗组以评估针刺联合rt-PA的效果。

采用血凝块注入大脑中动脉建立栓塞性卒中模型,将大鼠随机分为Sham、Model、rt-PA和rt-PA+Acu组,其中rt-PA组和rt-PA+Acu组又按rt-PA给药时间(4.5h、6h、7.5h)分为亚组。

2

针刺与rt-PA溶栓干预

在造模后2h给予针刺干预,并在不同时间点(4.5h、6h、7.5h)给予rt-PA,以观察针刺对溶栓时间窗的影响。

对rt-PA+Acu组大鼠在造模后2h于水沟(GV26)和双侧内关(PC6)穴进行针刺,留针30min;rt-PA组和rt-PA+Acu组大鼠在指定时间点尾静脉注射rt-PA(10mg/kg)。

3

神经功能评估与梗死体积检测

评估针刺对神经功能缺损和脑梗死体积的影响。

造模后24h进行Bederson评分和Corner测试评估神经功能;TTC染色测量脑梗死体积。

4

出血转化与脑水肿评估

评估延迟溶栓后出血转化和脑水肿情况,以及针刺的保护作用。

采用分光光度法检测缺血半球血红蛋白含量评估出血转化;H&E染色观察组织学变化;测量脑含水量评估脑水肿。

5

转录组学分析

鉴定针刺干预的潜在治疗靶点和机制。

提取皮层组织RNA进行RNA-seq,分析差异表达基因、GO和KEGG富集,并结合公共数据集GSE95204预测保守的miRNA靶点。

6

血脑屏障完整性检测

评估针刺对BBB结构和功能的影响。

通过伊文思蓝渗漏实验检测BBB通透性,透射电镜观察BBB超微结构变化。

7

紧密连接蛋白表达检测

验证针刺是否恢复缺血后紧密连接蛋白的表达。

通过Western blot和免疫荧光染色检测ZO-1和Occludin的表达。

8

细胞凋亡检测

评估针刺对BMECs凋亡的影响。

采用TUNEL染色检测凋亡细胞,Western blot检测凋亡相关蛋白Bax、Bcl-2、Caspase-3的表达。

9

自噬检测及机制验证

验证针刺是否通过调节自噬-凋亡平衡保护BBB。

采用免疫荧光双染检测LC3和CD31共定位,Western blot检测LC3、Beclin1表达,免疫共沉淀检测Beclin1与Bcl-2的相互作用。

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
PE-50管----
PE-10管----
激光散斑成像系统RWD--
一次性不锈钢针灸针--0.3 mm × 13 mm
脑模具RWD--
TTC溶液Sigma-Aldrich--
血红蛋白检测试剂盒QuantiChrom--
光学显微镜Olympus--
TUNEL染色试剂盒Elabscience--
伊文思蓝染料Sigma-Aldrich--
荧光显微镜Leica Thunder--
TRIzol试剂Invitrogen--
生物分析仪2100Agilent--
Illumina NovaSeq 6000测序仪Illumina--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
PVDF膜Millipore--
Bcl-2抗体AbmartT40056
Beclin1抗体Abcamab207612
Bax抗体Proteintech50599-2-Ig
Caspase-3抗体AbmartT40044
LC3B抗体AbcamT40044
ZO-1抗体Proteintech21773-1-AP
Occludin抗体Proteintech66378-1-Ig
β-actin抗体AbclonalAC026
GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgG(H+L)Yeasen--
辣根过氧化物酶标记的山羊抗小鼠IgG(H+L)Yeasen--
ECL化学发光试剂Yeasen--
Fusion Edge多功能成像系统Vilber--
Protein A/G琼脂糖Beyotime--
ZO-1抗体Proteintech21773-1-AP
Occludin抗体Santa Cruzsc-133256
LC3抗体Abcamab192890
Caspase-3抗体AbmartT40044
CD31抗体InvitrogenMA1-80069
Alexa Fluor 647标记的山羊抗小鼠二抗Abcamab150115
Alexa Fluor 488标记的山羊抗兔IgG抗体Abcamab150077
ImageJ软件----
GraphPad Prism软件----

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
SD大鼠的性别、体重、来源及SPF级别;栓塞物制备的具体条件(凝血时间、冷藏时间);中间动脉阻塞的确认方法(激光散斑成像);模型成功率标准。
阅读提示:Methods 2.1 Animals, 2.3 The Embolic Stroke Model Establishment
分组与给药
分组方法(随机);rt-PA给药剂量(10 mg/kg)、给药途径(尾静脉)及时间点(4.5h、6h、7.5h);针刺干预时间(造模后2h)、穴位(GV26、PC6)、操作参数(深度、频率、时间)及留针时间(30min)。
阅读提示:Methods 2.2 Animal Grouping, 2.4 Acupuncture Treatment, 2.5 rt-PA Thrombolysis Treatment
神经功能评估
评估时间(造模后24h);Bederson评分标准(0-4分);Corner测试重复次数(10次)及间隔时间(30s)。
阅读提示:Methods 2.6 Behavioral Testing
梗死体积与出血转化
TTC染色浓度(2%)、温度(37°C)和时间(15min);血红蛋白检测方法(分光光度法);脑含水量检测方法(文中未明确说明)。
阅读提示:Methods 2.7 Measurement of Infarct Volume, 2.8 Measurement of Hemorrhagic Transformation
BBB通透性
Evans blue注射剂量(0.4 mL/100g)、浓度(2%)及注射时间(处死前2h);EB含量测定方法(620nm吸光度);冰冻切片厚度(25μm)。
阅读提示:Methods 2.11 Measurement of Blood–Brain Barrier Permeability
分子检测
Western blot蛋白提取组织(缺血半暗带皮层);抗体稀释比例及品牌;免疫荧光切片厚度(10-12μm);免疫共沉淀步骤(抗体孵育时间、洗涤次数)。
阅读提示:Methods 2.14 Western Blotting, 2.15 Co-Immunoprecipitation, 2.16 Immunofluorescence Staining
统计分析
数据表示方式(mean ± SD);两组比较用t检验,多组比较用单因素方差分析及Tukey事后检验;统计显著性标准(p < 0.05)。
阅读提示:Methods 2.17 Statistical Analysis