Sirtuin 5 抑制剂 MC3482 通过上调 Annexin-A1 的琥珀酰化水平缓解缺血性卒中后的小胶质细胞引发的神经炎症

背景介绍

缺血性卒中（ischaemic stroke）是最常见的卒中类型，是全球范围内导致死亡和残疾的主要原因。其病因复杂，涉及氧化应激、神经炎症、兴奋性神经毒性、内质网应激和能量失衡等多种过程，这些过程激活多种信号级联，促进神经元凋亡。目前的治疗方法主要集中在溶栓治疗、抗炎和神经保护，但效果有限。诸如糖蛋白麸胰激酶类似物（tPA）等药物虽能溶解阻塞血栓恢复血液循环，但其治疗窗短且存在出血转化风险。因此，开发有效的抗缺血性卒中药物仍是一大挑战。

哺乳动物去乙酰化酶家族（sirtuins,sirts）中，Sirtuin 5（Sirt5）以其强大的蛋白脱琥珀酰化（desuccinylase）作用而与众不同。在缺血性卒中中，小胶质细胞中Sirt5表达显著增加，引发过度的神经炎症和神经元损伤。因此，针对Sirt5的干预措施可能有助于减少神经炎症并保护缺血性脑损伤。

论文来源

这篇论文发表于2024年《Journal of Neuroimmune Pharmacology》，文章题为”The Sirtuin 5 Inhibitor MC3482 Ameliorates Microglia-Induced Neuroinflammation following Ischaemic Stroke by Upregulating the Succinylation Level of Annexin-A1”。主要作者包括Qian Xia等人，来自中国的华中科技大学同济医学院附属同济医院麻醉与疼痛医学系、山西医科大学第三医院山西白求恩医院神经外科。

研究流程

实验设计

该研究采用中动脉闭塞术（MCao）建立小鼠缺血性卒中模型。选用8-12周龄、体重22-25克的C57BL/6JNifdc雄性小鼠，共180只，排除13只因麻醉或手术失败死亡的小鼠。对于实验和对照组的分组采用随机抽签法。研究在获得同济医院实验动物伦理委员会批准后进行。

药物处理和神经行为测试

小鼠接受MCao手术并在术后3小时通过侧脑室注射MC3482，剂量为1、2、5 mg/kg，每天一次，共7天。对照组注射等量的生理盐水。48小时后进行脑切片和三氮苯基氯化物（TTC）染色以评估脑梗死体积。通过一系列神经行为测试（如粘附试验、圆筒测试、旋转杆测试、极杆测试和脚步错误测试）评估长期神经功能。

细胞水平和分子水平研究

通过实时定量PCR（RT-qPCR）和酶联免疫吸附测定（ELISA）分析脑组织中促炎性细胞因子和趋化因子的mRNA和蛋白水平。使用共免疫沉淀（Co-IP）和免疫印迹（Western blot）检测Annexin-A1的琥珀酰化水平及其与Sirt5的相互作用。

主要实验结果

MC3482 对缺血性脑损伤的保护作用

结果显示，MC3482显著降低了缺血性脑损伤中脑梗死体积，改善了神经行为评分和长期神经功能。TTC染色显示，与对照组相比，MC3482治疗组脑梗死体积显著减小，表现出剂量依赖性。通过水迷宫实验和新物体识别实验发现，MC3482改善了小鼠的空间学习和记忆能力。

减少小胶质细胞引发的神经炎症

实验表明MC3482显著下调了促炎性细胞因子和趋化因子（IL-1β、IL-6、TNF-α等）的mRNA和蛋白水平，抑制了缺血性卒中后小胶质细胞的过度激活。

抑制神经元凋亡

免疫印迹分析显示，MC3482降低了促凋亡分子（BAX、Caspase-3、Caspase-9）的表达，提高了抗凋亡分子（Bcl-XL）的水平。此外，终末脱氧核苷转移酶介导的dUTP缺口末端标记（TUNEL）染色显示，MC3482治疗组神经元细胞凋亡显著减少。

影响Annexin-A1的琥珀酰化水平和亚细胞定位

共免疫沉淀结果显示，MC3482阻断了Sirt5与Annexin-A1的相互作用，显著提高了Annexin-A1的琥珀酰化水平。免疫荧光和亚细胞分馏分析显示，MC3482减少了Annexin-A1的核内转运，并增加了其在膜上的募集和细胞外的分泌。

讨论与结论

本研究提供了令人信服的证据表明，Sirt5特异性抑制剂MC3482通过抑制Annexin-A1的去琥珀酰化作用，缓解了缺血性卒中引发的小胶质细胞介导的神经炎症，并改善了长期神经功能。MC3482不仅显著减小了脑梗死体积，还提升了小鼠的认知功能和减少了焦虑样行为。机制研究表明，MC3482抑制了Sirt5与Annexin-A1的相互作用，增加了Annexin-A1的琥珀酰化水平和膜上的募集及细胞外的分泌。

研究亮点

1. 重要发现：MC3482通过上调Annexin-A1的琥珀酰化水平，显著减少了缺血性脑损伤，并改善了长期神经功能。
2. 解决的问题：本研究证明了针对Sirt5的抑制剂MC3482可以有效抵抗缺血性卒中所导致的神经炎症，为该疾病提供了一个潜在的治疗策略。
3. 方法的新颖性：本研究中采用了小鼠MCao模型，并系统评价了MC3482在缺血性卒中中的作用机制。

本研究的结论是，MC3482作为Sirt5的特异性抑制剂，通过调控Annexin-A1的琥珀酰化水平，可能成为治疗缺血性卒中的有效新药候选物。未来的研究应进一步探索其具体的作用机制和临床应用前景。