柚皮苷对缺血-再灌注大鼠模型神经发生和BDNF水平的影响

2024-08-07 Wed
柚皮苷神经发生缺血-再灌注脑源性神经营养因子（BDNF）双皮质标记物（DCX）神经核抗原标记物（NeuN）
橙皮苷干预对大鼠脑缺血再灌注模型中新生神经元与BDNF水平的影响研究报告背景随着全球范围内心血管疾病的增加，缺血性中风逐渐成为主要的致死和致残原因，影响了千百万人的生活质量。尽管现代医学在治疗手段上不断进步，如溶栓药物和机械取栓，患者在疾病发作后的短时间内需要迅速接受治疗，但这些治疗的时间窗非常窄，导致功能恢复有限，常伴随高度的致残率。因此，探索能够提高功能恢复并降低致残率的新治疗方式变得愈发重要。
脑缺血再灌注损伤后内源性神经生成过程的激活是近年来研究的热点领域。已有研究表明，缺血性损伤能够在大鼠侧脑室下区（SVZ）和齿状回亚颗粒区（SGZ）触发低水平的内源性神经生成，随后神经母细胞迁移到损伤部位。因此，通过外源性因素刺激神经干/祖细胞的增殖、迁移以及突触整合，从而改善中风后运动和认知功能的恢复被广泛研究。
在诸多外源性因素中，类黄酮作为一种天然的化合物因其抗氧化和抗炎特性，更引人关注。其中，橙皮苷（Naringin）是一种从葡萄柚和橙子中提取的天然类黄酮，已被证明在生理和病理条件下对神经生成和脑源性神经营养因子（BDNF）水平有积极影响。
来源该研究由土耳其Selcuk University的Esen Yilmaz、Gozde Acar、Ummugulsum Onal、Ender Erdogan、Abdulkerim Kasim Baltaci和Rasim Mogulkoc等研究人员进行，并发表于2024年第26卷第4期的《Neuromolecular Medicine》期刊。
研究设计与方法研究对象研究使用了40只Wistar雄性大鼠（10-12周龄），均来自Selcuk University实验动物研究与应用中心。在实验前后，所有大鼠都可自由进食标准饲料和饮水。
实验分组实验分为5组：
1. 控制组（n=6）
2. 假手术组（n=6）
3. 缺血再灌注组（n=9）
4. 缺血再灌注 + 载体组（n=9）
5. 缺血再灌注 + 橙皮苷组（n=10）
实验流程建立双侧颈动脉阻塞/再灌注模型使用双血管阻塞模型（2VO）在大鼠中产生实验性全脑缺血。手术步骤如下：
1. 大鼠被注射氯胺酮和赛罗宁（60mg/kg和5mg/kg）后进行麻醉。
2. 将麻醉后的大鼠背朝上固定在手术台上，在颈部正中切开以暴露左右颈总动脉。
3. 小心分离颈总动脉，并绑扎30分钟以诱导全脑缺血。
4. 30分钟后解绑并确认血液重新流通后关闭切口。
假手术组仅实施了颈总动脉的分离并未进行阻断操作。
药物处理在缺血再灌注后，控制组和假手术组不接受任何药物处理，缺血再灌注 + 载体组则接受载体CMC-Na（羧甲基纤维素钠，0.25%）处理14天，缺血再灌注 + 橙皮苷组接受橙皮苷（100mg/kg）的口服灌胃处理14天。
动物行为学评价神经功能评分为了评估神经功能，研究使用了Bederson评分系统，对大鼠进行神经功能评分。评分范围为0-3分，分别对应无功能缺陷（0分）到最大功能缺陷（3分）。
旋转杆测试在缺血再灌注模型建立前四天开始，进行旋转杆测试以评估运动功能。测试在缺血再灌注后的第1天、第7天和第14天重复进行，记录大鼠在旋转杆上的滞留时间。
分子检测和组织学分析组织采集在实验结束后，处死大鼠并取出海马和额皮质组织。
免疫组化分析对40个海马和40个额皮质样本进行免疫组化分析。使用DAPI染色以标记所有有核细胞，抗Neun抗体标记成熟神经元。
实时定量PCR分析提取脑组织的总RNA，反转录生成cDNA，并通过实时定量PCR分析检测DCX（新生神经元标志物）和BDNF的表达水平。
结果神经功能影响缺血再灌注模型显著增加了神经功能评分，而橙皮苷的补充显著降低了评分值，表明橙皮苷对神经损伤有一定的保护作用。
运动功能影响旋转杆测试结果显示，缺血再灌注显著降低了大鼠在旋转杆上的滞留时间，两周橙皮苷的补充使其显著回升至接近控制组的水平。
神经生成和BDNF水平免疫组化结果显示：
1. 缺血再灌注导致海马和额皮质中的DAPI和Neun标记物水平显著下降。
2. 橙皮苷的补充显著恢复了这些标记物的表达水平。
实时定量PCR结果显示：
1. DCX和BDNF基因的表达水平在缺血再灌注组显著降低。
2. 橙皮苷的补充显著恢复了这两个基因的表达水平。
结论与意义研究表明，30分钟的全脑缺血和2周的再灌注会导致大鼠的神经和运动功能损伤，而橙皮苷的补充能够显著改善这些损伤。具体表现为通过增加神经生成标志物DCX和Neun的表达，以及恢复被抑制的BDNF水平，从而提高大鼠的神经和运动功能。这为橙皮苷作为一种潜在的治疗缺血性脑损伤的候选药物提供了基础。
未来研究方向进一步研究橙皮苷通过神经营养因子受体（如TrkB）、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK/ERK）、磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）等信号通路的作用机制，以更详细地解析其在神经保护和神经生成中的分子机制，将有助于开发更有效的中风治疗方法。