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PERK 信號(hào)通路介導(dǎo)的線粒體未折疊蛋白反應(yīng)在低氧缺血性腦損傷中的作用

2024-12-31 00:00:00王映云于利國(guó)曹海燕李艷芳
關(guān)鍵詞:海馬線粒體氧化應(yīng)激

【摘 要】目的:探討蛋白激酶RNA樣ER激酶(protein kinase RNA-like ER kinase,PERK)信號(hào)通路介導(dǎo)的線粒體未折疊蛋白反應(yīng)(mitochondrial unfolded protein response,mtUPR)在缺氧缺血性腦損傷(hypoxic-ischemic brain injury,HIBI)中的作用。方法:將大鼠隨機(jī)分為假手術(shù)(Sham)組和5個(gè)HIBI亞組(HIBI后3、6、12、24、48 h)。用于蛋白質(zhì)印跡檢測(cè)PERK、轉(zhuǎn)錄激活因子4(activating transcription factor 4,ATF4)、熱休克蛋白60(heat shock protein 60,HSP60)蛋白的時(shí)程表達(dá)。將大鼠隨機(jī)分為Sham組、HIBI組、HIBI + PERK組和HIBI+載體(Vector)組,每組15只。HIBI+PERK組和HIBI+Vector組大鼠在HIBI手術(shù)前1 h,將基于腺病毒相關(guān)病毒(adeno-associated virus,AAV)的PERK過(guò)表達(dá)質(zhì)?;駻AV載體注射到腦室內(nèi),用于特異性表達(dá)PERK。在HIBI后24 h進(jìn)行FJC染色分析神經(jīng)元變性和DHE染色、酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)分析氧化應(yīng)激。將大鼠隨機(jī)分為Sham組、HIBI組、HIBI+PERK激動(dòng)劑(CCT020312)組,每組12只。在HIBI手術(shù)前1 h,向HIBI+CCT020312組大鼠腦室內(nèi)注射CCT020312。在HIBI后3周進(jìn)行開(kāi)闊場(chǎng)地測(cè)試和莫里斯水迷宮測(cè)試。結(jié)果:與Sham組相比,PERK、ATF4、HSP60在HIBI后3 h開(kāi)始明顯升高,在12 h達(dá)到高峰,然后逐漸下降,直到48 h(F=60.23、56.72、74.31,均Plt;0.001)。與HIBI組相比,HIBI+PERK組神經(jīng)元變性的數(shù)量(100.2±3.1 vs. 582.4±15.7,Plt;0.001)、活性氧(reactive oxygen species,ROS)(42.4±2.9 vs. 17.7±2.1,Plt;0.01)、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)(0.81±0.06 vs. 0.54±0.04,Plt;0.001)水平顯著降低,和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(glutathione peroxidase,GSHPx)(112.4±3.6 vs. 177.5±6.6,Plt;0.05)、超氧化物歧化酶(superoxide Dismutase,SOD)活性(46.3±1.9 vs. 64.2±2.3,Plt;0.05)活性明顯增加。與Sham組相比,HIBI組大鼠海馬組織中PERK(1.00±0.03 vs. 1.66±0.08,Plt;0.01)、ATF4(1.00±0.04 vs.1.53±0.06,Plt;0.05)、動(dòng)力蛋白相關(guān)蛋白1(dynamin-related protein 1,Drp1)(1.00±0.02 vs. 1.98±0.07,Plt;0.01)、HSP60(1.00±0.03 vs. 1.37±0.04,Plt;0.05)蛋白表達(dá)均明顯增加(Plt;0.05)。與HIBI組相比,HIBI+PERK組大鼠海馬組織中PERK(1.66±0.08vs. 2.95±0.17,Plt;0.01)、ATF4(1.53±0.06 vs. 3.42±0.22,Plt;0.01)、HSP60(1.37±0.04 vs. 2.03±0.09,Plt;0.05)蛋白表達(dá)均明顯增加(F=46.72、30.63、20.64,Plt;0.001),和Drp1(1.98±0.07 vs. 1.04±0.05,Plt;0.05)蛋白表達(dá)明顯降低(F=35.72,Plt;0.001)。HIBI+CCT020312組的平均逃避潛伏期和平臺(tái)穿越次數(shù)均較HIBI組明顯增加(F=246.84、113.62,Plt;0.001)。結(jié)論:PERK減輕HIBI模型誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激和神經(jīng)元凋亡,其機(jī)制可能涉及PERK/ATF4信號(hào)通路對(duì)mtUPR的調(diào)節(jié)。通過(guò)CCT020312給藥具有神經(jīng)保護(hù)作用。

【關(guān)鍵詞】蛋白激酶RNA樣ER激酶;線粒體未折疊蛋白反應(yīng);缺氧缺血性腦損傷;神經(jīng)元

【中圖分類號(hào)】R743.31 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【收稿日期】2023-09-25

缺氧缺血性腦損傷(hypoxic-ischemic brain in?jury,HIBI)主要由圍產(chǎn)期窒息引起,發(fā)生率為2.5/千,通常會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)期的神經(jīng)損傷和障礙(如學(xué)習(xí)和記憶障礙)[1]。盡管低溫治療已在臨床上批準(zhǔn)用于HIBI,但治療效果并不令人滿意,并且在最佳治療窗口內(nèi)(HIBI 后6 h 內(nèi))進(jìn)行低溫干預(yù)可能很困難[2-3]。此外,由于對(duì)HIBI相關(guān)的確切潛在機(jī)制和病理生理學(xué)了解不足,個(gè)性化治療的發(fā)展受到限制;因此,進(jìn)一步的研究是必要的,以適應(yīng)HIBI治療方案。神經(jīng)元損傷是導(dǎo)致HIBI后認(rèn)知功能障礙的直接原因[4]。氧化應(yīng)激被認(rèn)為是導(dǎo)致神經(jīng)元損傷的重要機(jī)制[5]。在實(shí)驗(yàn)性模型中,抗氧化治療具有神經(jīng)保護(hù)和抗血管痙攣?zhàn)饔肹6]。線粒體是活性氧(reactiveoxygen species,ROS)的重要產(chǎn)生者,也是氧化應(yīng)激的主要場(chǎng)所,氧化應(yīng)激可以破壞線粒體的完整性,并在許多病理狀態(tài)下引發(fā)線粒體功能障礙[7]。已證實(shí)線粒體功能障礙可引起多種神經(jīng)系統(tǒng)異常[8]。線粒體生物發(fā)生在維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)中線粒體的完整性方面起著重要的作用;其中線粒體未折疊蛋白反應(yīng)(mitochondrial unfolded protein response,mtUPR)通過(guò)調(diào)節(jié)分子伴侶和線粒體相關(guān)蛋白酶的轉(zhuǎn)錄而被激活,以恢復(fù)線粒體功能[9-10]。最近研究表明,mtUPR參與了受損線粒體的修復(fù),以減輕帕金森氏病毒介導(dǎo)的神經(jīng)元損傷[11]。此外,mtUPR是細(xì)胞適應(yīng)低氧微環(huán)境的一種自我保護(hù)過(guò)程[12]。然而,HIBI期間mtUPR在海馬神經(jīng)元損傷中的作用仍不清楚。蛋白激酶RNA 樣ER 激酶(protein kinaseRNA-like ER kinase,PERK)是一種氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄因子,參與氨基酸的代謝和轉(zhuǎn)運(yùn)以及蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)的維持[13]。研究表明,PERK 與線粒體功能密切相關(guān)[14]。最近1項(xiàng)研究報(bào)道,PERK可以通過(guò)誘導(dǎo)mtUPR來(lái)減輕肺泡上皮細(xì)胞的損傷[15]。因此,這項(xiàng)研究重點(diǎn)分析了HIBI期間PERK通路在新生大鼠海馬組織中的時(shí)程表達(dá),并分析PERK通路表達(dá)上調(diào)對(duì)mtUPR和海馬神經(jīng)元損傷的影響。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物

7 d齡Sprague-Daw ley大鼠購(gòu)自上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限責(zé)任公司,飼養(yǎng)在無(wú)特定病原體的動(dòng)物區(qū),溫度為(24±1) ℃,光照/黑暗周期為12 h,可隨意進(jìn)食和飲水。本研究中使用的方法和協(xié)議由本院動(dòng)物倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 新生兒HIBI模型

參照文獻(xiàn)方法建立新生兒HIBI模型[16]。在七氟醚麻醉后5 min內(nèi),通過(guò)頸部的小切口,使用7-0外科手術(shù)絲線永久結(jié)扎大鼠(性別比為1∶1)的左側(cè)頸總動(dòng)脈。喚醒后讓大鼠恢復(fù)2 h。此后,將大鼠幼仔置于8%O2、92%N2和37 ℃下的低氧室中2 h。

1.3 實(shí)驗(yàn)分組設(shè)計(jì)

1.3.1 實(shí)驗(yàn)1 將24只大鼠分為假手術(shù)(Sham)組(n=6)和5個(gè)HIBI亞組[HIBI后3 h(n=3)、6 h(n=3)、12 h(n=3)、24 h(n=6)、48 h(n=3)]。各組取3只用于蛋白質(zhì)印跡檢測(cè)PERK、轉(zhuǎn)錄激活因子4(activating transcription factor 4,ATF4)、熱休克蛋白60(heat shock protein 60,HSP60)蛋白的時(shí)程表達(dá)。此外,將假手術(shù)組和HIBI 24 h亞組其余3只通過(guò)雙重?zé)晒馊旧M(jìn)行PERK的細(xì)胞定位。

1.3.2 實(shí)驗(yàn)2 將60 只大鼠隨機(jī)分為Sham 組、HIBI 組、HIBI+PERK 組和HIBI+載體(Vector)組,每組15只。HIBI+PERK組和HIBI+Vector組大鼠在HIBI手術(shù)前1 h,將基于腺病毒相關(guān)病毒(adeno-associated virus,AAV)的PERK過(guò)表達(dá)質(zhì)?;駻AV載體(1×1012 vg/mL,3 μL)注射到腦室內(nèi),用于特異性表達(dá)PERK。在HIBI 后24 h 進(jìn)行DHE 染色(n=4)、FJC染色(n=4)、酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(n=6)、蛋白質(zhì)印跡(n=6)和免疫熒光染色(n=4)。

1.3.3 實(shí)驗(yàn)3 將36 只大鼠隨機(jī)分為Sham 組、HIBI 組、HIBI+PERK激動(dòng)劑(CCT020312)組,每組12只。在HIBI手術(shù)前1 h,向HIBI+CCT020312組大鼠腦室內(nèi)注射3 pmol/3 μLCCT020312(溶解在含有1%二甲基亞砜中,美國(guó)MedChem?Express公司)。在HIBI后3周進(jìn)行開(kāi)闊場(chǎng)地測(cè)試(n=8)和莫里斯水迷宮測(cè)試(n=8)。

1.4 蛋白質(zhì)印跡

收集實(shí)驗(yàn)大鼠的海馬組織,并在放射免疫沉淀分析裂解緩沖液中制備勻漿(上海碧云天公司)。通過(guò)電泳分離等量的蛋白質(zhì)到聚偏二氟乙烯膜,用初級(jí)抗體在4 ℃探測(cè)膜過(guò)夜,并在室溫下用辣根過(guò)氧化物酶偶聯(lián)的二級(jí)抗體(美國(guó)Affinity公司)孵育2 h。使用增強(qiáng)化學(xué)發(fā)光對(duì)免疫反應(yīng)性進(jìn)行可視化。使用的一抗如下:抗PERK 抗體(1∶1 000)、抗ATF4抗體(1∶1 000)、抗動(dòng)力蛋白相關(guān)蛋白1(dynamin-relatedprotein 1,Drp1)抗體(1∶1 000)、抗HSP60抗體(1∶1 000)、抗甘油醛3-磷酸脫氫酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydro?genase,GAPDH)抗體(1∶1 000,均購(gòu)自美國(guó)Abcam公司)。

1.5 免疫熒光染色

制備石蠟包埋的腦切片(4 μm厚度),在室溫下用5%山羊血清(北京Solarbio公司)封閉切片30 min,然后在4 ℃下與抗PERK抗體(1∶50)、抗HSP60抗體(1∶60)孵育過(guò)夜。用Alexa Fluor 594山羊抗小鼠IgG(1∶400,美國(guó)Abcam公司)或Alexa Fluor 488 山羊抗兔IgG(1∶400,美國(guó)Abcam 公司)在37 ℃下反應(yīng)1 h。使用Hoechst 33342(美國(guó)Sigma公司)對(duì)細(xì)胞核染色15 min。由DMI8熒光顯微鏡(德國(guó)Leica公司)捕捉圖像。

1.6 氟玉C(fluoro-Jade C,F(xiàn)JC)染色

使用商業(yè)檢測(cè)試劑盒(德國(guó)Millipore公司)進(jìn)行FJC染色以評(píng)估退化的神經(jīng)元。腦切片與FJC反應(yīng)混合物在室溫下孵育1 h。切片用4',6-二脒基-2-苯基吲哚(4',6-di?amidino-2-phenylindole,DAPI)染色以顯示細(xì)胞核。在DM2500 光學(xué)顯微鏡系統(tǒng)(德國(guó)Leica 公司)下觀察并獲得圖像。

1.7 ROS水平的測(cè)量

將新鮮制備的冷凍腦切片(10 μm)與2 μmol/L熒光染料二氫乙錠(dihydroethidium,DHE,美國(guó)Thermo Fisher Sci?entific公司)在37 ℃下在潮濕的室溫中避光孵育30 min。通過(guò)光學(xué)顯微鏡獲得DHE染色的圖像。

1.8 酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定

分別用蛋白質(zhì)羰基(proteincarbonylation,PCO)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)檢測(cè)試劑盒分析腦氧化損傷指標(biāo)的水平。分別用SOD測(cè)定試劑盒和GSHPx測(cè)定試劑盒測(cè)定抗氧化因子超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(glutathione peroxidase,GSHPx)活性水平。所有試劑盒均購(gòu)自上海酶聯(lián)生物科技有限公司。

1.9 開(kāi)闊場(chǎng)地測(cè)試(open-field test,OFT)

在HIBI 后第21 天使用黑色正方形開(kāi)放視野裝置(100 cm×100 cm×45 cm)進(jìn)行OFT。地板分為中心區(qū)和邊緣區(qū),并在2次測(cè)試之間用70%的乙醇清洗。使用EthoVisionXT視頻跟蹤系統(tǒng)(荷蘭Noldus公司)監(jiān)測(cè)其活動(dòng)10 min,記錄運(yùn)動(dòng)、行進(jìn)距離和平均速度。

1.10 莫里斯水迷宮(morris water maze,MWM)

在HIBI 后第22~27 天進(jìn)行MWM 測(cè)試。將溫水(20±1) ℃注入1個(gè)圓形水池(直徑,160 cm;高度,60 cm)中,水深度為15 cm。連續(xù)5 d每天進(jìn)行4次訓(xùn)練。將8只大鼠分別從不同象限放入水中,并允許它們搜尋平臺(tái)長(zhǎng)達(dá)90 s。未能找到平臺(tái)的大鼠被引導(dǎo)至平臺(tái)。誘導(dǎo)所有大鼠在平臺(tái)上停留20 s。逃避潛伏期定義為到達(dá)平臺(tái)所需的時(shí)間。對(duì)于無(wú)法在規(guī)定時(shí)間內(nèi)找到平臺(tái)的大鼠,逃跑潛伏期記錄為90 s。在HIBI后第27天,將大鼠放入水中,并在沒(méi)有平臺(tái)的情況下自由游泳90 s。使用EthoVision XT 視頻跟蹤系統(tǒng)(荷蘭Noldus公司)監(jiān)測(cè)和分析逃避潛伏期、游泳路徑、游泳速度。

1.11 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS 19.0 軟件進(jìn)行所有統(tǒng)計(jì)分析,數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差(x±s)表示。采用單因素方差分析進(jìn)行多組間比較,隨后進(jìn)行LSD檢驗(yàn)或Dunnett的T3檢驗(yàn)組間兩兩比較。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié) 果

2.1 HIBI模型和HIBI后PERK、ATF4、HSP60的時(shí)程表達(dá)

與Sham組相比,PERK、ATF4、HSP60在HIBI后3 h開(kāi)始明顯升高,在12 h 達(dá)到高峰,然后逐漸下降,直到48 h(F=60.23、56.72、74.31,均Plt;0.001)(圖1A、B)。此外,雙重免疫熒光染色顯示PERK位于大腦皮質(zhì)的神經(jīng)元(NeuN)中,并且在HIBI后24 h,PERK陽(yáng)性神經(jīng)元的數(shù)量明顯高于Sham組(圖1C)。

2.2 PERK參與調(diào)節(jié)保護(hù)HIBI后的神經(jīng)元變性、氧化應(yīng)激

FJC染色分析大鼠大腦海馬組織中神經(jīng)元變性情況顯示:與Sham 組相比,HIBI 組神經(jīng)元變性的數(shù)量明顯增加(Plt;0.001)。與HIBI組相比,HIBI+PERK組神經(jīng)元變性的數(shù)量明顯降低(Plt;0.01)(圖2A、表1)。DHE染色和ELISA分析大鼠大腦海馬組織中氧化應(yīng)激情況顯示:與Sham組相比,HIBI 組ROS、MDA、PCO 水平明顯增加(Plt;0.001),和GSHPx、SOD 活性明顯降低(Plt;0.001)。與HIBI 組相比,HIBI+PERK 組ROS、MDA、PCO 水平明顯降低(Plt;0.01),和GSHPx、SOD活性明顯增加(Plt;0.05)(圖2B、表1)。

2.3 PERK參與調(diào)節(jié)保護(hù)HIBI后的mtUPR調(diào)節(jié)

通過(guò)蛋白質(zhì)印跡檢測(cè)大鼠大腦海馬組織中PERK、ATF4、Drp1、HSP60的蛋白表達(dá)水平情況顯示:與Sham組相比,HIBI組大鼠海馬組織中PERK、ATF4、Drp1、HSP60蛋白表達(dá)均明顯增加(Plt;0.05)。與HIBI組相比,HIBI+PERK組大鼠海馬組織中PERK、ATF4、HSP60蛋白表達(dá)均明顯增加(Plt;0.05),和Drp1蛋白表達(dá)明顯降低(Plt;0.05)(圖3A、表2)。此外,與免疫印跡分析一致,來(lái)自不同組的神經(jīng)元中HSP60也出現(xiàn)類似變化(圖3B)。

2.4 CCT020312治療可緩解HIBI相關(guān)的學(xué)習(xí)和記憶障礙

CCT020312是一種PERK激動(dòng)劑,本研究進(jìn)行了行為測(cè)試,以確定PERK/ATF4信號(hào)在HIBI誘導(dǎo)的學(xué)習(xí)和記憶障礙中的作用。OFT結(jié)果顯示,3組的平均速度和總距離差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Pgt;0.05)。與Sham組相比,HIBI組的平臺(tái)穿越次數(shù)明顯降低(Plt;0.001)。與HIBI組相比,HIBI+CCT020312組的平臺(tái)穿越次數(shù)顯著增加(Plt;0.001)(表3)。此外,MWM結(jié)果表明,與Sham組相比,HIBI組的平均逃避潛伏期顯著降低(Plt;0.05)。HIBI+CCT020312 組的平均逃避潛伏期較HIBI組顯著增加(Plt;0.01)(表4)。

3 討 論

HIBI是新生兒腦損傷的一種常見(jiàn)形式,具有終身神經(jīng)損傷的高風(fēng)險(xiǎn)[17]。本研究的主要發(fā)現(xiàn)如下:①PERK/ATF4 信號(hào)通路在HIBI 后12 h 達(dá)到高峰,并在之后逐漸降低;②施用外源性PERK 促進(jìn)了mtUPR 相關(guān)蛋白HSP60 的表達(dá),并在一定程度上保護(hù)了大腦免受HIBI 的影響;③PERK 激動(dòng)劑CCT020312在一定程度上恢復(fù)了HIBI導(dǎo)致的學(xué)習(xí)和記憶損傷。這些數(shù)據(jù)突出了PERK/ATF4信號(hào)通路可作為HIBI治療的潛在治療靶點(diǎn)。

線粒體生物發(fā)生在維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)中線粒體的完整性方面起著重要的作用[18]。最近研究證實(shí),低氧微環(huán)境可能影響線粒體生物發(fā)生的基因變化[19]。另一項(xiàng)研究表明,線粒體抗氧化劑保護(hù)缺氧缺血性神經(jīng)元損傷[20-21]。當(dāng)線粒體應(yīng)激發(fā)生時(shí),細(xì)胞通過(guò)激活mtUPR啟動(dòng)部分保護(hù)[22]。此外,mtUPR是細(xì)胞適應(yīng)低氧微環(huán)境的一種自我保護(hù)過(guò)程[12]。PERK/ATF4 通路被證明是調(diào)節(jié)mtUPR 的關(guān)鍵因子[23-24]。因此,本研究試圖確定PERK/ATF4通路調(diào)節(jié)的mtUPR對(duì)HIBI誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡的影響。在目前的研究中,本課題組發(fā)現(xiàn)PERK、ATF4的表達(dá)和mtUPR相關(guān)蛋白HSP60在HIBI后12 h內(nèi)顯著上調(diào),之后逐漸下調(diào)。外源性PERK 增加PERK/ATF4通路和HSP60表達(dá)。本研究結(jié)果表明,PERK/ATF4通路可能參與調(diào)節(jié)mtUPR激活。

細(xì)胞啟動(dòng)一系列適應(yīng)性修復(fù)保護(hù)機(jī)制,以抵抗線粒體功能障礙,如mtUPR。HSP60是調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)代謝的mtUPR 相關(guān)分子,其具有與線粒體DNA 穩(wěn)定性相關(guān)的特異性結(jié)合活性,并維持線粒體功能[25]。PERK作為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中啟動(dòng)未折疊蛋白反應(yīng)的傳感器之一,其能與線粒體通訊,調(diào)節(jié)線粒體相關(guān)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜(mitochondria-associated endoplasmic reticulummembranes,MAM)的氧化應(yīng)激[12]。此外,PERK 是MAM的主要成分之一,能與多功能主鏈蛋白相互作用,并在接觸部位調(diào)節(jié)整體代謝物如脂質(zhì)、ROS和Ca2+的交換。MAM也是啟動(dòng)自噬的關(guān)鍵位點(diǎn),通過(guò)特定的調(diào)節(jié)蛋白清除有缺陷的細(xì)胞器和錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)[26]。因此,PERK 將信號(hào)從細(xì)胞核傳遞到這些膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器,這些細(xì)胞器形成一個(gè)相互連接的網(wǎng)絡(luò)來(lái)調(diào)節(jié)mtUPR。近年來(lái),靶向異常的mtUPR信號(hào)是神經(jīng)系統(tǒng)疾病新的治療策略研究的焦點(diǎn),并且研究證實(shí)PERK通路介導(dǎo)的mtUPR激活在神經(jīng)疾病中在治療作用,如神經(jīng)退行性疾病[27]。在本研究中,PERK過(guò)表達(dá)減輕了HIBI誘導(dǎo)的神經(jīng)元變性、氧化應(yīng)激,抑制Drp1觸發(fā)的線粒體凋亡?;谶@一發(fā)現(xiàn),本課題組認(rèn)為PERK 可能調(diào)節(jié)mtUPR水平,并在HIBI模型中對(duì)神經(jīng)元損傷發(fā)揮保護(hù)作用。

由于對(duì)臨床醫(yī)生管理HIBI患者的現(xiàn)有方法不滿意,一些新的治療概念,包括外源性和內(nèi)源性修復(fù)策略,已被研究用于未來(lái)的臨床治療。外源性修復(fù)方法,如采用干細(xì)胞來(lái)取代丟失的神經(jīng)元,并將其整合到現(xiàn)有的宿主受損區(qū)域中,促進(jìn)生長(zhǎng)因子的釋放,以支持和刺激內(nèi)源性修復(fù)過(guò)程等[28]。然而,在這些方法轉(zhuǎn)化為臨床治療之前,需要克服許多障礙,如注射細(xì)胞(主要研究間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞)的長(zhǎng)期存活,以及患者未來(lái)將面臨的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[29]。相反,基于提高存活細(xì)胞的活力和功能的內(nèi)源性修復(fù)策略抵消了與外源性修復(fù)療法相關(guān)的缺點(diǎn),這種策略在臨床翻譯中表現(xiàn)出更大的潛力,并吸引了當(dāng)今研究者的更多目光[30]。本研究中,利用大鼠HIBI模型,本研究發(fā)現(xiàn)了CCT020312(PERK信號(hào)化學(xué)激動(dòng)劑)治療可緩解HIBI相關(guān)的學(xué)習(xí)和記憶障礙。因此,CCT020312 可能是內(nèi)源性mtUPR 靶向治療的潛在候選物,以延緩甚至逆轉(zhuǎn)HIBI的進(jìn)程。

總之,本研究結(jié)果表明PERK 減輕HIBI 模型誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激和神經(jīng)元凋亡,其機(jī)制可能涉及PERK/ATF4 信號(hào)通路對(duì)mtUPR 的調(diào)節(jié)。通過(guò)CCT020312 給藥具有神經(jīng)保護(hù)作用。這些結(jié)果在一定程度上為HIBI的治療提供了新的見(jiàn)解。需要強(qiáng)調(diào)的是,這項(xiàng)研究有以下局限性。首先,腦室注射CCT020312在臨床實(shí)踐中還沒(méi)有廣泛應(yīng)用。第二,雖然本研究關(guān)注的是PERK/ATF4信號(hào)通路,但其他途徑可能與mtUPR有關(guān)。因此,在未來(lái)的研究中應(yīng)進(jìn)一步考察PERK/ATF4信號(hào)通路的作用機(jī)制,并探討其他可能與mtUPR相關(guān)的途徑。

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(責(zé)任編輯:李青穎)

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