芪仙通络方通过纤维蛋白原介导的BMPRI/ID3信号轴促进缺血性卒中后神经干细胞定向分化为神经元
《Orphanet Journal of Rare Diseases》:Qixian Tongluo Formula promotes the directional differentiation of neural stem cells into neurons via fibrinogen-mediated BMPRI/ID3 signal axis after ischemic stroke
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时间:2025年11月01日
来源:Orphanet Journal of Rare Diseases 3.5
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本研究针对缺血性卒中后神经功能修复难题,探讨传统中药芪仙通络方(QXTLF)调控神经干细胞(NSCs)定向分化的机制。通过体内外实验证实,QXTLF通过抑制纤维蛋白原(Fg)沉积,调控BMPRI/ID3信号轴,促进NSCs向神经元分化,并改善脑梗死体积和神经功能缺损。该研究为缺血性卒中提供了新的治疗靶点和中药作用机制证据。
脑卒中作为全球致残和致死的主要脑血管疾病,其中缺血性卒中占比高达80%。患者常遗留运动、认知等神经功能缺损,其核心病理机制涉及缺血/再灌注损伤引发的氧化应激、神经炎症及细胞凋亡级联反应。近年来,神经发生被证实是大脑自我修复的关键过程,而神经干细胞(NSCs)在其中的作用尤为突出。然而,缺血后微环境中NSCs的分化方向调控机制尚未明确,尤其是如何促进其向功能性神经元而非胶质细胞分化,成为治疗策略突破的难点。
传统中药芪仙通络方(QXTLF)由黄芪、仙灵脾、丹参等组成,临床用于脑梗死治疗显示疗效,但其调控NSCs分化的分子机制仍有待揭示。本研究通过大脑中动脉闭塞(MCAO)大鼠模型和低糖低氧(LGO)诱导的NSCs模型,模拟缺血后微环境,发现QXTLF能剂量依赖性地缩小脑梗死体积、改善神经功能评分,并促进海马区NSCs向神经元定向分化。进一步机制研究表明,QXTLF通过抑制纤维蛋白原(Fg)介导的BMPRI/ID3信号轴,逆转LGO诱导的NSCs分化失衡。该成果发表于《Orphanet Journal of Rare Diseases》,为缺血性卒中神经修复提供了新的理论依据和治疗策略。
研究关键技术方法包括:建立MCAO大鼠模型和LGO诱导的NSCs损伤模型,通过免疫荧光和Western blot检测细胞分化标志物(DCX、MAP-2、GFAP)及信号通路蛋白(BMPRI、p-Smad1/5/8、ID3),采用ELISA定量Fg含量,并利用BMPRI抑制剂LDN193189验证通路功能。
QXTLF减轻MCAO大鼠脑梗死并促进NSCs向神经元定向分化
通过TTC染色和改良神经严重程度评分(mNSS)发现,QXTLF治疗组大鼠脑梗死体积显著缩小,神经功能改善。免疫荧光显示,QXTLF增加海马区BrdU+增殖细胞、DCX+未成熟神经元和MAP-2+成熟神经元数量,同时减少GFAP+星形胶质细胞,表明其促进NSCs向神经元定向分化。
从孕鼠海马分离的NSCs形成神经球,高表达Sox2和Nestin,且可分化为DCX+、MAP-2+神经元及GFAP+星形胶质细胞,证实模型可靠性。
在LGO模型中,QXTLF含药血清剂量依赖性地增加DCX+和MAP-2+细胞比例,降低GFAP+细胞,Western blot结果一致,说明QXTLF直接调控NSCs分化方向。
外源性Fg(2.5 mg/mL)逆转了QXTLF对DCX、MAP-2的上调作用及对GFAP的抑制作用,ELISA显示QXTLF降低LGO诱导的Fg含量,表明Fg沉积是QXTLF作用的关键环节。
QXTLF通过Fg-BMPRI/ID3信号轴调控分化
LGO激活BMPRI/p-Smad1/5/8/ID3通路,而QXTLF抑制该通路表达。使用LDN193189抑制BMPRI后,Fg的干扰作用被逆转,神经元分化标志物表达回升,证实BMPRI/ID3是Fg下游的关键信号轴。
研究结论指出,QXTLF通过抑制Fg沉积及BMPRI/ID3信号通路,重塑缺血后微环境,引导NSCs向神经元定向分化。该发现不仅深化了对中药多靶点作用机制的理解,也为卒中后神经再生提供了新的治疗策略,凸显传统药物在罕见神经系统疾病治疗中的潜力。
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