研究青藤碱对实验性自身免疫性脑脊髓炎的神经保护作用

2024-08-07 Wed
多发性硬化症及中枢神经系统炎症的研究背景多发性硬化症（multiple sclerosis, MS）是一种中枢神经系统（central nervous system, CNS）的自身免疫性炎症疾病，常伴有慢性炎症，引发少突胶质细胞损失、大脑驻留免疫细胞激活、血脑屏障破坏、广泛的脱髓鞘和轴突损伤。该病症状包括眩晕、疼痛、疲劳、协调性丧失、麻木、抑郁、视力丧失及排便和排尿障碍。MS主要影响青年和中年群体，目前尚无理想的疗法，急需有效的治疗手段。
实验性自身免疫性脑脊髓炎（experimental autoimmune encephalomyelitis, EAE）是一种广泛使用的 MS 小鼠模型，用于研究疾病途径及评估可能的治疗方法。研究表明，ROS（reactive oxygen species, 活性氧）在 MS 和 EAE 中与神经炎症密切相关，过量积累的ROS会导致氧化应激，损害细胞内大分子（如蛋白质、DNA和脂类），进而引发脱髓鞘和神经退化。
考虑到“抗氧化炎症”的治疗策略可能成为MS/EAE的理想治疗方案，越来越多的研究开始关注具有抗炎和抗氧化特性的化合物。其中，雷公藤碱（sinomenine, SIN）是一种从中国药用植物青藤中提取的生物碱单体，具有强大的抗炎和免疫抑制疗效。先前研究表明，雷公藤碱通过核因子红系2 相关因子2（nuclear factor erythroid 2-related factor 2, Nrf2）信号通路在PC12神经细胞中增强抗氧化应激能力。
论文来源与作者信息这篇发表于《Neuromolecular Medicine》期刊的论文题为《Neuroprotective effects of sinomenine on experimental autoimmune encephalomyelitis via anti-inflammatory and Nrf2-dependent anti-oxidative stress activity》，由Fan Hua、Yang Yang、Bai Qianqian 等人共同完成。作者主要来自河南科技大学第一附属医院和基础医学院。这篇论文于2023年9月在Springer Nature出版。
实验单个原始研究的细节介绍a. 实验流程实验动物及分组：使用北京维通利华实验动物技术公司提供的6-8周龄C57BL/6J小鼠，在无特定病原体环境中饲养。实验遵循河南科技大学第一附属医院的动物使用许可，并使用EAE模型进行实验。研究分别使用200µL不同浓度的雷公藤碱（50mg/kg和100mg/kg）。
EAE的诱导：将重组髓鞘蛋白寡聚糖糖蛋白35-55（Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein 35-55, MOG35-55）和完全弗氏佐剂（Complete Freund’s Adjuvant, CFA）皮下注射到小鼠体内，并在第0天和第2天分别腹腔注射百日咳毒素。实验分为多个组（对照组、EAE组、雷公藤碱处理组等）进行，为期30天。
药物处理：雷公藤碱溶于2%DMSO的溶液中后稀释，确保DMSO终浓度为0.02%。每日10点腹腔注射雷公藤碱溶液。
组织处理和实验测量：实验小鼠的脊髓和血清样本在第19天采集，用于HE染色、LFB染色、免疫荧光染色、qPCR、Western Blot等多种分析方法来检测炎症细胞和ROS等关键指标。
b. 实验结果疾病严重程度的降低：通过对小鼠的EAE评分和症状监测，发现雷公藤碱对疾病的缓解作用显著，尤其是在100 mg/kg 的剂量表现更好。数据表明，雷公藤碱处理组显著降低了EAE的最大和累积疾病评分。
脱髓鞘的减少：LFB染色结果显示，雷公藤碱处理组的小鼠脊髓中，脱髓鞘区域明显减少，且100 mg/kg 剂量效果优于50 mg/kg。MBP（髓鞘碱性蛋白）免疫荧光染色进一步验证了这点。
炎症细胞浸润及轴突损伤的减轻：HE染色结果显示雷公藤碱处理组中炎症细胞浸润量减少，同时神经丝蛋白免疫荧光结果证明了雷公藤碱在降低轴突损伤方面的有效性。
炎症因子的调节：通过ELISA检测，雷公藤碱显著降低了EAE小鼠脊髓和血清中的TNF-α、IL-1β、MCP-1等炎症因子的水平，同时提高了抗炎因子IL-10的水平。
微胶质细胞和星形胶质细胞激活的抑制：免疫荧光结果显示雷公藤碱处理后，EAE小鼠脊髓中的微胶质细胞（Iba1阳性细胞）和星形胶质细胞（GFAP阳性细胞）数目明显减少，形态发生了改变，提示其抑制了神经炎症。
活性氧生成的减少与Nrf2抗氧化系统的激活：通过对抗氧化蛋白（如HO-1, NQO1）的检测，发现雷公藤碱通过Nrf2信号通路降低了ROS生成，减少了氧化应激对蛋白质和脂类的损害。
c. 研究结论研究表明雷公藤碱通过激活Nrf2/HO-1抗氧化系统及抑制神经炎症，显著缓解了EAE小鼠的疾病程度，减轻了脊髓的脱髓鞘和轴突损伤。整体而言，雷公藤碱显示出强大的神经保护作用，提出了其作为多发性硬化症潜在治疗药物的可能性。
d. 研究亮点这项研究的亮点在于，它首次系统地揭示了雷公藤碱对EAE模型的神经保护作用，并详细阐述了其通过Nrf2/HO-1 信号路径实现抗炎和抗氧化应激的分子机制。研究不仅确认了雷公藤碱的抗炎和免疫抑制功效，还展示了其对ROS生成的抑制作用，提出了一种新的大脑炎症治疗策略。同时，研究的系列实验方法和实验设计也为后续科学研究提供了宝贵的参考。