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OTULIN作为电针治疗急性缺血性卒中脑损伤和胶质细胞激活的新靶点

期刊:Molecular MedicineDOI:10.1186/s10020-021-00297-0

学术研究报告:OTULIN在电针治疗急性缺血性中风中的作用

一、研究作者与发表信息
本研究由Hongbei Xu、You Wang和Yong Luo共同完成,研究团队分别来自贵州医科大学附属医院神经内科、重庆医科大学第一附属医院神经内科和实验室研究中心。研究于2021年发表在期刊*Molecular Medicine*上,题为“OTULIN is a new target of EA treatment in the alleviation of brain injury and glial cell activation via suppression of the NF-κB signalling pathway in acute ischaemic stroke rats”。

二、学术背景
急性缺血性中风是全球范围内导致死亡和残疾的主要原因之一。其病理机制涉及脑缺血后引发的炎症反应,尤其是核因子κB(NF-κB)信号通路的过度激活。NF-κB在脑缺血后的神经元损伤和神经炎症中起关键作用。电针(Electroacupuncture, EA)作为一种传统中医疗法,已被证明能够通过抑制NF-κB信号通路减轻脑损伤和神经炎症,但其具体机制尚不明确。

OTULIN(Ovarian Tumor Domain Deubiquitinase with Linear Linkage Specificity)是一种新发现的去泛素化酶,能够特异性地水解线性泛素链,并在NF-κB信号通路中发挥负调控作用。研究表明,OTULIN在肝脏炎症和癌症中具有保护作用,但其在中枢神经系统(CNS)中的作用尚未完全阐明。本研究旨在探讨OTULIN是否在电针治疗急性缺血性中风过程中发挥关键作用,并揭示其通过调控NF-κB信号通路减轻脑损伤和神经炎症的机制。

三、研究流程
本研究分为多个步骤,详细流程如下:

  1. 动物模型建立
    研究使用Sprague-Dawley(SD)大鼠,通过短暂性大脑中动脉闭塞(Transient Middle Cerebral Artery Occlusion, tMCAO)手术建立急性缺血性中风模型。手术过程中,使用激光多普勒血流仪监测脑血流,确保模型成功。

  2. 电针治疗
    电针治疗在“百会”(GV 20)、“合谷”(LI 4)和“太冲”(LR 3)穴位进行,每天一次,持续7天。电针参数设置为1 mA强度,2/20 Hz频率,每次30分钟。

  3. OTULIN基因沉默
    通过脑室内注射携带OTULIN沉默序列的慢病毒(LV-shOTULIN)或对照病毒(LV-Scramble),验证OTULIN在电针治疗中的作用。

  4. 神经行为学评估
    在再灌注后72小时,采用改良神经功能缺损评分(Modified Neurological Severity Score, mNSS)、旋转棒测试(Rotarod Test)和倾斜板测试(Inclined Board Test)评估大鼠的神经功能。

  5. 脑梗死体积检测
    使用2,3,5-三苯基四氮唑(TTC)染色法检测脑梗死体积,并通过图像分析软件计算梗死面积。

  6. 神经元损伤检测
    通过尼氏染色(Nissl Staining)和TUNEL染色观察缺血半影区神经元的形态和凋亡情况。

  7. NF-κB信号通路检测
    使用Western blotting和免疫组化技术检测OTULIN、磷酸化IκBα(p-IκBα)、IκBα、细胞质和细胞核NF-κB p65蛋白的表达水平,分析NF-κB信号通路的激活情况。

  8. 神经炎症检测
    通过免疫荧光染色观察小胶质细胞(Iba-1标记)和星形胶质细胞(GFAP标记)的活化状态,并使用ELISA检测肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素1β(IL-1β)和白细胞介素6(IL-6)的分泌水平。

四、主要结果
1. 电针增强OTULIN表达
电针治疗后,缺血半影区OTULIN的mRNA和蛋白表达显著增加,且在再灌注后48小时达到峰值。免疫荧光染色显示,OTULIN主要表达于神经元,少量表达于小胶质细胞。

  1. OTULIN基因沉默逆转电针的神经保护作用
    OTULIN沉默后,电针改善神经功能、减少脑梗死体积和神经元损伤的作用被显著削弱。

  2. 电针抑制NF-κB信号通路
    电针显著降低了IκBα的磷酸化水平和NF-κB p65的核转位,而OTULIN沉默则逆转了这一作用。

  3. 电针抑制神经炎症
    电针减少了小胶质细胞和星形胶质细胞的活化,并降低了TNF-α、IL-1β和IL-6的分泌水平。OTULIN沉默后,这些抑制作用被显著削弱。

五、结论
本研究发现,OTULIN在电针治疗急性缺血性中风过程中发挥关键作用。电针通过增强OTULIN表达,抑制NF-κB信号通路,从而减轻脑损伤和神经炎症。这一研究为OTULIN作为治疗缺血性中风的新靶点提供了实验依据,并揭示了电针治疗中风的分子机制。

六、研究亮点
1. 重要发现:首次证明OTULIN在电针治疗急性缺血性中风中的关键作用。
2. 方法创新:结合基因沉默技术和电针治疗,深入探讨OTULIN的神经保护机制。
3. 科学价值:为缺血性中风的治疗提供了新的分子靶点和理论依据。

七、其他有价值内容
本研究还发现,OTULIN的神经保护作用可能涉及多种细胞的参与和协调,这为进一步研究OTULIN在神经系统中的功能提供了方向。

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