电针通过Nrf2/HO-1通路促进小胶质细胞/巨噬细胞M2极化改善脑缺血再灌注损伤大鼠的学习记忆障碍

Electroacupuncture Improves Learning and Memory Impairment in Rats with Cerebral Ischemia/Reperfusion Injury by Promoting Microglia/Macrophage M2 Polarization Through Nrf2/HO-1 Pathway.

作者信息Yuqian Xiao, Yanjie Bai, Kexin Sun, Jun Wan, Limin Chen, Shuying Chen, Yan Wang, Wenjing Li, An Liu
PMID40026308
发布时间2025-02-26
DOI10.2147/JIR.S504670

实验完整度

包含体外细胞实验、体内动物模型、行为学测试、分子生物学检测及通路抑制剂验证等多层级实验。

主要模型

SD大鼠MCAO模型 BV2小胶质细胞 HT22海马神经元

重点核对

MCAO模型建立:线栓法阻塞大脑中动脉2小时再灌注,模型成功标准为神经功能缺损评分1-3分。 电针处理:选取百会(GV20)和神庭(GV24)穴位,采用GM101电针仪,峰电压6V,频率1-20Hz,疏密波,每次30分钟,每天1次,持续14天。 HO-1抑制剂SnPPIX给药:20μg/kg,左侧脑室注射,注射体积6μL,速度1μL/min,留针5分钟。 行为学检测:Morris水迷宫定位导航实验持续5天,空间探索实验于第6天进行;旷场实验记录3分钟内的活动。 关键分子检测:Western blot检测Nrf2、HO-1、CD16、CD206蛋白表达,qRT-PCR检测Nrf2、HO-1及炎症因子mRNA表达。

摘要

目的:虽然电针(EA)在治疗缺血性卒中(IS)相关的学习和记忆缺陷方面已显示出有效性,但具体机制仍不清楚。本研究旨在探讨EA是否通过核因子红系2相关因子2(Nrf2)/血红素加氧酶-1(HO-1)信号通路调节小胶质细胞/巨噬细胞极化,从而改善MCAO大鼠的学习和记忆缺陷。方法:对Sprague-Dawley大鼠进行MCAO建模,并在MCAO后24小时开始EA治疗,持续两周。为了研究Nrf2/HO-1在EA效应中的作用,在开始EA治疗前,将HO-1抑制剂锡原卟啉(SnPPIX)注入大鼠左心室。使用神经功能缺损评分评估MCAO大鼠的神经功能。使用Morris水迷宫(MWM)和旷场试验(OFT)评估EA对学习和记忆缺陷的影响。使用苏木精-伊红(HE)染色观察海马结构形态,使用2,3,5-三苯基氯化四氮唑(TTC)染色评估梗死体积。使用ELISA、免疫荧光双标、Western blotting(WB)和实时定量聚合酶链反应(qRT-PCR)测定Nrf2/HO-1信号通路和小胶质细胞/巨噬细胞极化的蛋白表达水平。结果:EA通过上调NRF2/HO-1表达并促进小胶质细胞/巨噬细胞M2极化,显著增强大鼠的学习和记忆功能。然而,给予HO-1抑制剂SnPPIX抵消了EA对MCAO大鼠记忆改善的有益作用,同时加重了脑梗死体积和炎症反应。结论:EA通过激活Nrf2/HO-1信号通路,促进小胶质细胞/巨噬细胞M2极化,有效改善了MCAO大鼠的学习和记忆障碍。

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
电针是否通过激活Nrf2/HO-1信号通路促进小胶质细胞/巨噬细胞M2极化,从而改善脑缺血再灌注损伤引起的学习记忆障碍?
核心机制
电针通过激活Nrf2/HO-1信号通路,促进小胶质细胞/巨噬细胞从M1向M2极化,增加抗炎因子IL-4、IL-10分泌,减少促炎因子TNF-α、IL-1β释放,从而减轻神经炎症,改善学习记忆功能。
主要证据
在MCAO大鼠模型中,电针治疗14天显著上调海马组织Nrf2和HO-1的蛋白和mRNA表达,增加M2标记物CD206阳性细胞比例,减少M1标记物CD16阳性细胞比例,降低脑梗死体积,改善神经功能和学习记忆能力。
研究意义
本研究揭示了电针改善缺血性卒中后认知障碍的分子机制,为电针作为缺血性卒中的潜在治疗策略提供了实验依据。

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

建立MCAO大鼠模型

模拟脑缺血再灌注损伤,评估电针的治疗效果。

采用线栓法阻塞大鼠大脑中动脉2小时后再灌注,建立MCAO模型;Sham组仅暴露血管不阻塞。造模后24小时进行电针干预,持续14天。

2

电针干预

观察电针治疗对MCAO大鼠学习和记忆功能的影响。

选取百会(GV20)和神庭(GV24)穴位,使用GM101电针仪,峰电压6V,频率1-20Hz,疏密波,每次30分钟,每天1次,持续14天。

3

HO-1抑制剂干预

验证Nrf2/HO-1通路在电针效应中的作用。

在电针治疗前,向MCAO模型大鼠左侧脑室注射HO-1抑制剂SnPPIX(20μg/kg),观察其对电针效果的影响。

4

行为学检测

评估各组大鼠学习和记忆能力以及自发活动。

采用Morris水迷宫(MWM)检测空间学习和记忆能力,包括定位导航实验和空间探索实验;采用旷场试验(OFT)检测自发活动和探索行为。

5

组织学检测

评估脑梗死体积和海马神经元形态变化。

采用TTC染色评估脑梗死体积,HE染色观察海马CA1区神经元形态。

6

分子生物学检测

检测Nrf2/HO-1信号通路及小胶质细胞/巨噬细胞极化标志物的表达。

采用Western blot检测Nrf2、HO-1、CD16、CD206蛋白表达;qRT-PCR检测Nrf2、HO-1及炎症因子mRNA表达;ELISA检测血清炎症因子浓度;免疫荧光双标检测CD16/Iba-1和CD206/Iba-1共表达细胞。

7

统计分析

分析组间差异的统计学意义。

使用SPSS 25.0软件进行统计分析,数据以均值±标准差表示,采用Shapiro-Wilk检验正态性,多组间比较用单因素方差分析,非正态或方差不齐时用Dunnett's T3方法,P<0.05为差异有统计学意义。

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
线栓BEIJING CINONTECH--
GM101电针仪----
锡原卟啉GLPBIO--
2,3,5-三苯基氯化四氮唑----
HE染色试剂盒Solarbio--
抗Iba-1抗体Gene TexGTX635400
抗CD16抗体Proteintech16559-1-AP
抗CD206抗体Santa CruzSC-58986
β-肌动蛋白抗体Proteintech66009-1-lg
Nrf2抗体Gene TexGTX635826
HO-1抗体Gene TexGTX635826
RNA逆转录试剂盒Monad--
ELISA试剂盒Elabscience--

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、性别、体重、线栓规格、缺血时间
阅读提示:参照Methods中的Animals和Moulding Method。
电针干预
穴位定位、电针参数、治疗频率和疗程
阅读提示:参照Methods中的Modes of Intervention。
HO-1抑制剂给药
SnPPIX剂量、给药途径、注射部位、注射体积和速度
阅读提示:参照Methods中的HO-1 Inhibitor SnPPIX Injection Methods。
行为学检测
MWM平台位置、训练天数、潜伏期、OFT测试时间、箱子尺寸
阅读提示:参照Methods中的Morris Water Maze Testing和Open Field Test。
组织学检测
TTC染色浓度、孵育时间、HE染色切片厚度
阅读提示:参照Methods中的TTC Staining和Hematoxylin-Eosin Staining。
分子检测
抗体稀释比、qRT-PCR引物序列、PCR循环条件
阅读提示:参照Methods中的Western Blotting和RT-qPCR。
统计分析
统计方法、数据表示方式、显著性水平
阅读提示:参照Methods中的Statistical Methods。