经皮穴位电刺激通过TLR4/MyD88/NF-κB通路减轻脑缺血损伤

Transcutaneous electrical acupoint stimulation alleviates cerebral ischemic injury through the TLR4/MyD88/NF-κ B pathway.

作者信息Linyu Wu, Zixuan Tan, Lei Su, Fang Dong, Guangyu Xu, Feng Zhang
PMID38273974
发布时间2024-01-11
DOI10.3389/fncel.2023.1343842

实验完整度

高

包含体外MCAO/R模型、多组对照(Sham、MCAO/R、TEAS、TEAS+NC、TEAS+LPS),以及神经系统评估、TTC、H&E、Western blot、ELISA、免疫荧光和免疫组化等多层级验证。

主要模型

Sprague-Dawley大鼠MCAO/R模型 大鼠海马组织

重点核对

大鼠品系、体重和来源:雄性SD大鼠,250-280 g,北京华阜康生物科技有限公司 MCAO/R模型建立方法:线栓法,阻塞左侧大脑中动脉2小时后恢复血流 TEAS干预参数:百会(GV20)和合谷(LI4)穴位,电刺激30分钟/次,I/R后24、48、72小时,频率4/20 Hz,强度3-4 mA LPS给药剂量和方式:1 mg/kg,腹腔注射,MCAO后1.5小时 分组和样本量:5组,每组25只大鼠,后续检测n=5/组

摘要

本研究旨在探讨经皮穴位电刺激(TEAS)治疗是否能在缺血性卒中早期通过TLR4/MyD88/NF-κB通路介导神经细胞炎症、凋亡和焦亡以及小胶质细胞活化。在大脑中动脉闭塞/再灌注(MCAO/R)后24、48和72小时,对患肢的百会(GV20)和合谷(LI4)穴位进行TEAS治疗,每次持续30分钟。在缺血/再灌注(I/R)后2小时和72小时评估神经功能缺损评分。使用TTC染色评估脑梗死体积。通过H&E染色检测海马的病理组织学变化。采用Western blot分析评估TLR4、MyD88、p-NF-κB p65/NF-κB p65以及炎症、凋亡、焦亡相关蛋白的水平。使用免疫组织化学检测TLR4表达。使用ELISA检测炎症相关蛋白的表达。使用免疫荧光检测Iba1的表达水平。我们的研究结果表明,I/R后TEAS干预改善了神经功能,减少了脑梗死体积,并减轻了病理损伤。此外,TEAS降低了TLR4、MyD88、p-NF-κB p65/NF-κB p65、TNF-α、IL-6、Bax、NLRP3、cleaved caspase-1/pro caspase-1、IL-1β、IL-18、GSDMD和Iba1的水平,同时增强了Bcl-2的表达。此外,TEAS的保护作用可被脂多糖(LPS,一种TLR4激动剂)抵消。总之,TEAS可通过抑制TLR4/MyD88/NF-κB通路,减轻缺血性卒中后的脑损伤,抑制炎症、细胞死亡和小胶质细胞活化。

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
TEAS能否在缺血性卒中早期通过TLR4/MyD88/NF-κB通路减轻脑缺血损伤并发挥神经保护作用?
核心机制
TEAS通过抑制TLR4/MyD88/NF-κB信号通路,减少炎症因子释放、抑制神经元凋亡和焦亡,并抑制小胶质细胞活化。
主要证据
在MCAO/R大鼠模型中,TEAS治疗后神经功能评分改善、梗死体积减小、病理损伤减轻,且TLR4、MyD88、p-NF-κB p65及TNF-α、IL-6、Bax、NLRP3、cleaved caspase-1/pro caspase-1、IL-1β、IL-18、GSDMD和Iba1水平降低,Bcl-2升高;TLR4激动剂LPS可逆转这些效应。
研究意义
为TEAS在急性缺血性卒中早期临床应用提供理论依据,表明TEAS是一种有前景且可行的治疗选择。

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/R模型和分组

构建缺血性卒中模型,并设置分组以评估TEAS的神经保护作用及机制。

雄性SD大鼠随机分为5组:Sham、MCAO/R、TEAS、TEAS+NC、TEAS+LPS。MCAO/R通过线栓法阻塞左侧大脑中动脉2小时再灌注。

2

TEAS干预

在MCAO/R后早期给予TEAS,观察其对神经功能的影响。

在I/R后24、48、72小时,对大鼠百会和合谷穴进行经皮电刺激,每次30分钟,使用4/20Hz疏密波,强度3-4mA。

3

评估神经功能和梗死体积

检测TEAS对缺血后神经功能和脑组织损伤的影响。

在I/R后2小时和72小时评分神经功能缺损,72小时行TTC染色测定脑梗死体积。

4

检测病理组织学改变

评估海马组织病理损伤。

取脑组织切片行H&E染色,观察海马神经元形态。

5

检测炎症和凋亡相关蛋白

检测TEAS对缺血后炎症和凋亡蛋白表达的影响。

Western blot检测TNF-α、IL-6、Bcl-2和Bax水平;ELISA检测TNF-α和IL-6水平。

6

检测焦亡相关蛋白和TLR4通路蛋白

探讨TEAS对NLRP3焦亡通路和TLR4/MyD88/NF-κB通路的影响。

Western blot检测NLRP3、cleaved caspase-1/pro caspase-1、IL-1β、IL-18、GSDMD、TLR4、MyD88、p-NF-κB p65、NF-κB p65;ELISA检测IL-18;免疫组化检测TLR4。

7

检测小胶质细胞活化

评估TEAS对小胶质细胞活化的影响。

免疫荧光检测海马Iba1表达。

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
低频电流脉冲治疗仪(型号G6805-2A)上海华谊G6805-2A
SD大鼠北京华阜康生物科技有限公司--
脂多糖北京酷来搏科技有限公司--
TTCSolarbio--
TNF-α抗体AffinityAF7014
IL-6抗体AffinityDF6087
Bcl-2抗体arigoARG55188
Bax抗体proteintech60267-1-Ig
NLRP3抗体proteintech19771-1-Ig
cleaved caspase-1抗体AffinityAF4005
pro caspase-1抗体杭州华安生物技术有限公司ET1608-69
IL-1β抗体AffinityAF5103
IL-18抗体proteintech60070-1-Ig
GSDMD抗体proteintech20770-1-AP
TLR4抗体AffinityAF7017
MyD88抗体AffinityAF5195
p-NF-κB p65抗体CST3033
NF-κB p65抗体CST8242
TNF-α和IL-6 ELISA试剂盒北京四正柏生物科技有限公司--
IL-18 ELISA试剂盒新柏生物科技有限公司--
酶标仪Thermo Fisher Scientific--
Iba1抗体----
TLR4抗体----
手术尼龙线北京新农科技有限公司--
H&E染色----
PVDF膜----

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
模型建立
大鼠品系、体重、来源,MCAO方法(线栓法,阻塞左侧MCA 2小时),再灌注时间
阅读提示:Materials and methods 中的 Experimental animals and groups 和 Establishment of MCAO rat model
TEAS干预
穴位(百会、合谷),电刺激参数(频率4/20Hz,强度3-4mA),干预时间(I/R后24、48、72小时),每次持续30分钟
阅读提示:Materials and methods 中的 TEAS intervention
药物处理
LPS剂量(1mg/kg)、给药途径(腹腔注射)、给药时间(MCAO后1.5小时),NC组给予等量生理盐水
阅读提示:Materials and methods 中的 Experimental animals and groups
神经功能评估
神经功能评分时间点(I/R后2小时和72小时),评分方法
阅读提示:Materials and methods 中的 Neurological deficit scores evaluation
梗死体积检测
TTC染色时间(再灌注后72小时),每组样本量(n=5),脑片厚度(2mm),TTC浓度(2%)
阅读提示:Materials and methods 中的 TTC staining