Celastrol通过抑制RIP3/MLKL介导的坏死性凋亡干预脑出血继发性损伤的初步研究

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背景:脑出血(Intracerebral Hemorrhage,ICH)急性期的死亡率很高,是预后最差的卒中亚型。脑出血发生时,迅速生成的血肿占位对邻近的脑组织造成急性的机械性压迫,这一过程也称为原发性脑损伤。在原发性脑损伤的基础上,由血肿形成引发的一系列的病理生理损伤机制称为继发性脑损伤。当前,通过急诊手术治疗能迅速缓解血肿的机械性压迫,然而研究表明这并不能有效改善脑出血患者的预后。近年来,多项研究揭示坏死性凋亡(Necroptosis)在脑出血疾病中被激活,并参与继发性脑损伤的发生。此外,一系列研究发现,基因或药物抑制坏死性凋亡在体外和体内对脑出血都发挥出神经保护作用,提示坏死性凋亡可能是治疗脑出血的潜在靶点。雷公藤红素(celastrol)来源于雷公藤的根皮,是一种天然提取物,具有显著的抗炎和抗氧化属性。既往研究表明celastrol对多种中枢神经系统疾病具有神经保护作用。然而,celastrol对脑出血疾病的潜在作用尚不清楚。在这项研究中,我们拟评价celastrol对小鼠自发性脑出血模型的保护作用,并探讨其对脑出血后炎症反应和神经细胞坏死性凋亡的影响。方法:本研究采用Ⅳ型胶原酶诱导雄性C57BL/6小鼠脑出血模型,于造模后30min、6h、24h、48h腹腔注射celastrol(1mg/kg)。整个实验分为三组:假手术(sham)组,ICH组,以及ICH+celastrol治疗组。实验采用m NSS和抓握力测试来评估小鼠的神经功能表现;伊文思蓝(evans blue,EB)外渗试验评估小鼠血脑屏障(blood-brain barrier,BBB)损伤程度;脑含水量测试评估脑水肿程度;碘化丙啶(Propidium Iodide,PI)染色评估神经细胞发生坏死的程度;实时荧光定量聚合酶链反应(quantitative Real-Time Polymerase Chain Reaction,qRT-PCR)检测小鼠脑组织炎症因子(肿瘤坏死因子-α(Tumor Necrosis Factor-α,TNF-α),白细胞介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)和诱导型一氧化氮合酶(Inducible nitric oxide synthase,iNOS))的mRNA表达水平;蛋白印迹法(Western blot,WB)检测小鼠脑组织受体相互作用蛋白3(Receptor-Interacting Protein 3,RIP3)和混合谱系激酶结构域样蛋白(Mixed Lineage Kinase Domain-Like Protein,MLKL)的蛋白表达水平;以及免疫荧光染色检测iba1、p-RIP3和p-MLKL的蛋白表达水平。结果:在诱导脑出血72小时后,celastrol对小鼠脑组织水肿和血脑屏障损伤有明显的缓解作用,并改善了神经功能障碍。值得注意的是,iba1表达水平的下调和炎症因子(TNF-α、iNOS和IL-1β)mRNA水平的降低表明celastrol减轻了脑出血后脑组织的炎症反应,并可能抑制了M1表型小胶质细胞的激活。进一步的研究结果表明,celastrol减少了脑出血所致坏死性凋亡中生物标志物的蛋白表达水平,包括RIP3、MLKL、p-RIP3和p-MLKL。结论:本研究表明,celastrol对脑出血引起的继发性脑损伤显示出神经保护作用。Celastrol可以缓解脑水肿程度,减轻血脑屏障破坏,并且改善神经功能障碍,其作用机制可能涉及抑制炎症反应和RIP3/MLKL介导的细胞坏死性凋亡。
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