电针通过PANX1/ATP/Ca2+通路改善线粒体功能障碍并缓解创伤性脑损伤

《Behavioural Brain Research》：Electroacupuncture ameliorates mitochondrial dysfunction and alleviates traumatic brain injury via the PANX1/ATP/Ca2+ pathway

本研究聚焦创伤性脑损伤（TBI）后复杂的病理生理过程，探讨了电针（EA）干预通过调控PANX1/ATP/Ca2+信号通路，对改善TBI大鼠线粒体功能障碍、氧化应激及神经功能损伤的疗效与机制。研究结果显示，EA能显著改善神经行为学表现，减轻脑水肿，并抑制PANX1介导的ATP释放和Ca2+超载，从而恢复线粒体功能。该研究为EA治疗TBI提供了新的分子靶点和理论依据。

当大脑遭受外部暴力撞击，便会引发创伤性脑损伤（Traumatic Brain Injury, TBI）。这不仅仅是一次性的物理伤害，更糟糕的是，它会启动一系列复杂的次级损伤过程，如同在脑内点燃了一场缓慢蔓延的“火灾”。其中，线粒体（细胞的能量工厂）功能失调和随之而来的氧化应激是加剧神经细胞死亡和功能障碍的关键推手。尽管物理康复是常见的辅助手段，但其疗效机制尚不明确，临床上迫切需要更有效的干预策略。在此背景下，源远流长的电针（Electroacupuncture, EA）疗法因其在调节神经功能和抑制细胞凋亡方面的潜力，逐渐展现出治疗TBI的应用前景。然而，电针究竟如何作用于TBI后受损的脑细胞，特别是如何挽救岌岌可危的线粒体，其深层的分子机制仍有待揭示。本研究旨在探索电针是否通过调控一个相对新颖的信号轴——PANX1/ATP/Ca²⁺通路，来发挥其神经保护作用，相关成果发表在《Behavioural Brain Research》上。

为了回答上述问题，研究人员主要运用了几项关键技术。他们首先利用皮质控制性撞击法建立了大鼠TBI模型。随后，通过一系列行为学测试（包括改良神经功能缺损评分、转棒实验、抓力测试和平衡木实验）来量化评估大鼠的神经功能恢复情况。在分子层面，研究采用了组织学染色观察脑组织形态，酶联免疫吸附测定（ELISA）和蛋白质印迹（Western blotting）技术则用于检测氧化应激、炎症、凋亡相关标志物以及PANX1/ATP/Ca²⁺通路关键蛋白的表达水平。

EA improves the neurological function after TBI in rats（电针改善TBI大鼠的神经功能）

研究人员首先通过行为学测试评估了电针的疗效。结果发现，与假手术组相比，TBI模型大鼠表现出显著的神经功能缺损，具体表现为改良神经功能缺损评分升高、抓力减弱、在旋转棒上停留时间缩短以及通过平衡木的时间延长。同时，TBI大鼠损伤侧大脑半球的水含量也显著增加，提示存在脑水肿。而经过电针治疗后，这些指标均得到显著改善，表明电针能有效促进TBI后的神经功能恢复并减轻脑水肿。

EA improves the neurological function after TBI in rats（电针改善TBI大鼠的神经功能）（续）

进一步的组织学分析显示，电针治疗有助于保护神经元的完整性，减少了细胞凋亡。在分子水平上，电针下调了促凋亡蛋白caspase-3的活性，并减少了线粒体细胞色素C的释放。更重要的是，电针干预显著抑制了PANX1通道的活性，进而减少了ATP的非正常释放和细胞内Ca²⁺水平的异常升高。与此同时，电针提升了脑组织内的ATP含量、NAD⁺/NADPH比值以及线粒体呼吸链复合体的活性，这表明电针有效改善了TBI后的能量代谢危机。此外，电针还降低了氧化应激和炎症反应相关标志物的水平。

Discussion（讨论）

本研究的结果综合表明，电针治疗能够通过抑制PANX1/ATP/Ca²⁺信号通路的过度激活，来缓解TBI后的次级损伤。PANX1作为ATP的释放通道，其被抑制后减少了胞外ATP的积累，从而可能减轻了由ATP介导的炎症反应。细胞内Ca²⁺稳态的恢复则有助于缓解Ca²⁺超载对线粒体的毒性作用，使得线粒体功能得以修复，能量生成增加。改善的线粒体功能进一步降低了氧化应激水平，并抑制了细胞凋亡途径。这一系列连锁反应最终共同促成了神经功能的保护和恢复。该研究不仅阐明了电针治疗TBI的一个新颖分子机制——即靶向PANX1/ATP/Ca²⁺轴，也为开发以该通路为靶点的TBI治疗策略提供了重要的实验依据。