松弛素2通过ERK-nNOS-NO通路减轻大鼠脑室周围出血后的氧化应激和神经元凋亡

神经病学 医学 神经外科
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rh-relaxin-2通过ERK-nNOS-NO通路减轻大鼠脑室出血后的氧化应激和神经元凋亡

学术背景

脑室出血（Germinal Matrix Hemorrhage, GMH）是新生儿最常见的神经系统疾病之一，尤其在早产儿中，它是导致脑损伤的主要原因。GMH不仅会引起急性炎症反应，还会导致氧化应激和神经元凋亡，进而引发长期的神经功能障碍。氧化应激和神经元凋亡被认为是GMH后遗症的重要驱动因素。因此，寻找有效的抗氧化和抗凋亡策略对于减轻GMH后的脑损伤至关重要。

Relaxin-2是一种胰岛素样肽家族的成员，通过与Relaxin家族肽受体1（RXFP1）结合，发挥其生物学功能。先前的研究表明，Relaxin-2在缺血再灌注损伤中具有抗氧化和抗凋亡的作用，但其在GMH中的作用尚未明确。因此，本研究旨在探讨Relaxin-2是否能够通过ERK-nNOS-NO通路减轻GMH后的氧化应激和神经元凋亡。

论文来源

该研究由来自南方医科大学南方医院神经外科的Jun Liu、Yonghua Cai、Khalil Ur Rahman、Qixiong Zhou等作者共同完成，通讯作者为Guozhong Zhang、Ye Song和Peng Li。论文于2025年发表在《Fluids and Barriers of the CNS》期刊上，DOI为10.1186/s12987-024-00616-7。

研究流程与结果

1. 研究设计与实验流程

本研究共设计了7个实验，主要分为以下几个步骤：

实验1：内源性Relaxin-2与RXFP1的表达与相互作用

  • 研究对象：36只大鼠，分别在GMH后0、0.5、1、3、5、7天采集脑组织样本。
  • 实验方法：通过Western blot检测Relaxin-2和RXFP1的表达变化；通过免疫荧光双染和共免疫沉淀（Co-IP）分析Relaxin-2与RXFP1的共定位和相互作用。
  • 结果：GMH后12小时，内源性Relaxin-2表达下降，而RXFP1表达在12小时上升，第1天达到峰值，随后逐渐下降。免疫荧光和Co-IP证实Relaxin-2与RXFP1在神经元中共定位并相互作用。

实验2：rh-relaxin-2对氧化应激和神经元凋亡的影响

  • 研究对象：18只大鼠，分为假手术组、GMH+Vehicle组和GMH+rh-relaxin-2组。
  • 实验方法：Western blot检测凋亡标志物Bcl-2、Bax和氧化应激标志物Romo1的表达；NO定量检测。
  • 结果：rh-relaxin-2显著上调Bcl-2和NO，下调Bax和Romo1，表明其具有抗氧化和抗凋亡作用。

实验3：TUNEL和DHE染色评估神经元凋亡和氧化应激

  • 研究对象：36只大鼠，分为假手术组、GMH+Vehicle组和GMH+rh-relaxin-2组。
  • 实验方法：TUNEL染色检测神经元凋亡，DHE染色检测氧化应激水平。
  • 结果：rh-relaxin-2显著减少TUNEL阳性神经元和DHE荧光强度，进一步证实其抗凋亡和抗氧化作用。

实验4：RXFP1在rh-relaxin-2作用中的机制

  • 研究对象：30只大鼠，分为假手术组、GMH+Vehicle组、GMH+rh-relaxin-2组、GMH+sgCtrl+rh-relaxin-2组和GMH+sgRXFP1+rh-relaxin-2组。
  • 实验方法：通过慢病毒敲低RXFP1，Western blot检测相关蛋白表达。
  • 结果：敲低RXFP1显著抑制了rh-relaxin-2的抗凋亡和抗氧化作用，表明RXFP1是rh-relaxin-2发挥作用的关键受体。

实验5：ERK通路在rh-relaxin-2作用中的机制

  • 研究对象：30只大鼠，分为假手术组、GMH+Vehicle组、GMH+rh-relaxin-2组、GMH+Corn Oil+rh-relaxin-2组和GMH+LY3214996+rh-relaxin-2组。
  • 实验方法：通过ERK抑制剂LY3214996阻断ERK通路，Western blot检测相关蛋白表达。
  • 结果：ERK抑制剂显著逆转了rh-relaxin-2的抗凋亡和抗氧化作用，表明ERK通路在rh-relaxin-2的作用中起关键作用。

实验6：rh-relaxin-2的副作用评估

  • 研究对象：两组大鼠，分别接受rh-relaxin-2处理和未处理。
  • 实验方法：通过行为学测试（开放场实验和T迷宫）评估神经行为，检测肝功能（AST、ALT）和肾功能（肌酐）。
  • 结果：rh-relaxin-2处理组与未处理组在神经行为、体重、肝肾功能上无显著差异，表明其安全性良好。

实验7：NO水平的定量检测

  • 研究对象：实验2、4、5中的脑组织样本。
  • 实验方法：使用Griess试剂检测NO水平。
  • 结果：rh-relaxin-2显著提高了NO水平，进一步支持其通过NO通路发挥作用。

2. 主要结果与结论

  • 主要结果：

    1. rh-relaxin-2通过RXFP1-ERK-nNOS-NO通路显著减轻GMH后的氧化应激和神经元凋亡。
    2. RXFP1和ERK通路是rh-relaxin-2发挥作用的关键。
    3. rh-relaxin-2在长期行为学测试和肝肾功能评估中未表现出显著副作用。

  • 结论： 本研究首次证实了rh-relaxin-2通过RXFP1-ERK-nNOS-NO通路减轻GMH后的氧化应激和神经元凋亡。这一发现为GMH的治疗提供了新的潜在策略，具有重要的科学和应用价值。

研究亮点

  1. 创新性：首次揭示了rh-relaxin-2在GMH中的抗氧化和抗凋亡作用，并明确了其作用机制。
  2. 应用价值：rh-relaxin-2作为一种潜在的治疗药物，具有良好的安全性和有效性，有望应用于临床。
  3. 方法学贡献：通过多种实验方法（Western blot、免疫荧光、TUNEL染色、DHE染色等）全面验证了rh-relaxin-2的作用机制。

总结

本研究通过系统的实验设计，详细探讨了rh-relaxin-2在GMH中的作用机制，证实其通过RXFP1-ERK-nNOS-NO通路减轻氧化应激和神经元凋亡。这一发现不仅深化了我们对GMH病理机制的理解，还为开发新的治疗策略提供了重要的理论依据。