Evodiamine通过在大脑严重创伤后诱导小胶质细胞发生PANoptosis（一种细胞凋亡形式）来减轻神经功能障碍

《Pharmacological Research》：Evodiamine attenuates neurological impairment by inducing PANoptosis in microglia after severe traumatic brain injury

研究证实天然化合物evodiamine（EVO）可通过抑制小胶质细胞活化和诱导PANoptosis途径，显著改善小鼠严重创伤性脑损伤（sTBI）后的神经功能，减轻脑水肿和炎症反应，其疗效与剂量相关。EVO在体内外实验中均显示通过调控小胶质细胞程序性死亡通路（凋亡、焦亡、坏死协同）发挥神经保护作用，为sTBI治疗提供了新靶点。

创伤性脑损伤（TBI）是严重影响年轻人健康的重要疾病之一，其高发病率和高死亡率对家庭和社会造成了巨大负担。尽管TBI的严重性不容忽视，但目前缺乏有效的治疗手段。本研究通过探讨一种名为“EVO”的天然生物碱对TBI的潜在治疗作用，揭示了其在减轻神经炎症方面的机制。EVO来源于“Evodia rutaecarpa”果实，具有多种药理特性，包括抗炎、免疫调节、神经保护等。研究人员通过建立小鼠TBI模型，评估了EVO对神经功能恢复、脑水肿缓解以及神经元结构保护的效果。

在TBI后，脑组织会经历复杂的病理变化，包括初始损伤和继发性损伤。初始损伤主要由机械性外力导致，而继发性损伤则涉及细胞和生化反应的连锁反应。这些反应包括氧化应激、钙离子失衡、自由基积累、线粒体功能障碍等。由于这些病理过程的相互作用，TBI后的神经损伤会不断加重。然而，目前针对这些通路的临床试验，如谷氨酸拮抗剂、自由基清除剂、钙通道阻断剂和线粒体保护剂，未能取得令人满意的治疗效果。因此，探索新的治疗策略至关重要。

神经炎症在TBI的急性期和慢性期均会发生，尤其是在损伤和出血区域。在急性期，炎症反应会加剧神经元的损伤甚至导致其死亡。而在修复期，神经炎症还可能引发中枢神经系统（CNS）的持续性神经退行性变化。在正常生理条件下，小胶质细胞作为CNS的驻留免疫细胞，持续监测微环境，调节脑发育，维持神经网络和机体稳态。然而，在TBI后，小胶质细胞会迅速激活，增殖并释放多种炎症介质，这些活动可能持续数月，最终导致不可逆的神经损伤或死亡。因此，小胶质细胞在TBI后的神经炎症中扮演着核心角色，成为调控神经炎症反应的关键治疗靶点。

本研究中，研究人员筛选了多种具有潜在抗炎作用的中药单体化合物，最终发现EVO对TBI表现出显著的神经保护作用。在小鼠TBI模型中，EVO能够显著改善神经功能障碍，减轻脑水肿，并通过抑制小胶质细胞的激活和炎症因子的释放，保护神经元结构。此外，EVO能够选择性地诱导小胶质细胞的PANoptosis（一种涉及焦亡、凋亡和坏死的协同细胞死亡过程，伴有PANoptosome的形成），从而阻断其促炎活性。这一发现为EVO作为TBI治疗药物提供了新的视角，表明其作用机制可能与调控小胶质细胞的PANoptosis相关。

在实验设计上，研究人员采用了多种方法来评估EVO的神经保护效果。首先，使用改良的神经严重程度评分（mNSS）来衡量神经功能损伤程度，结果显示EVO处理后的动物在不同时间点的神经功能评分显著降低，表明其具有显著的神经保护作用。其次，通过脑组织水分含量测定评估脑水肿程度，发现EVO能够显著减少脑组织中的水分含量，从而缓解脑水肿。此外，使用Golgi-Cox染色和透射电镜（TEM）评估神经元的形态学变化，发现EVO能够显著改善神经元的结构完整性，包括轴突和树突的长度、数量和复杂度。

为了进一步验证EVO对小胶质细胞的影响，研究人员进行了体外实验。通过CCK-8实验，评估了EVO对BV2小胶质细胞和神经元的细胞存活率，发现EVO对神经元的直接保护作用有限，但在BV2神经元共培养系统中表现出显著的神经保护效果。这表明EVO可能通过影响小胶质细胞的活性来间接保护神经元。此外，通过免疫荧光和Western blot技术，研究人员发现EVO能够显著上调与PANoptosis相关的蛋白，如ZBP1、AIM2、ASC、Pyrin和TAK1，并促进这些蛋白的共定位，形成PANoptosome，从而诱导PANoptosis。这一发现进一步支持了EVO通过诱导小胶质细胞的PANoptosis来减轻TBI后的神经炎症反应。

研究还探讨了EVO在体外对多种神经损伤模型的影响。例如，在H?O?、CoCl?和OxyHb诱导的神经元损伤模型中，EVO并未表现出直接的神经保护作用，但在BV2细胞与神经元共培养系统中，其能够显著改善神经元的存活率和形态学完整性。这一结果表明，EVO可能通过调控小胶质细胞的活性，间接改善神经元的损伤状况。

本研究的结果表明，EVO在小鼠TBI模型中表现出良好的神经保护效果，其作用机制可能涉及对小胶质细胞的调控。通过诱导PANoptosis，EVO能够有效抑制小胶质细胞的过度激活，减少促炎因子的释放，从而减轻TBI后的神经炎症反应。这一发现为TBI的治疗提供了新的思路，即通过调控小胶质细胞的活动，减轻继发性损伤。此外，研究还指出，EVO的神经保护作用可能是通过其对小胶质细胞的多通路作用实现的，包括凋亡、焦亡和坏死的协同激活。

在实际应用中，EVO可能成为TBI早期干预的重要候选药物。由于TBI后的神经炎症反应是导致神经功能障碍的关键因素，抑制小胶质细胞的过度激活可能是有效缓解神经损伤的重要策略。此外，EVO的这种作用机制也为其他中枢神经炎症相关疾病提供了潜在的治疗方向。

然而，研究也指出了一些局限性。例如，研究未考虑性别差异对EVO治疗效果的影响，这可能会影响其在临床应用中的广泛适用性。因此，未来的研究需要进一步探讨EVO在不同性别个体中的作用差异，以更全面地评估其治疗潜力。此外，研究还提到，需要进一步阐明EVO如何诱导小胶质细胞的PANoptosis，以及不同细胞死亡模式之间的相互作用，以深入理解其作用机制。

总之，本研究首次揭示了EVO可能通过诱导小胶质细胞的PANoptosis来减轻TBI后的神经损伤，为TBI的治疗提供了新的理论基础和实验依据。EVO作为一种天然产物，其抗炎和神经保护特性使其成为TBI治疗的潜在候选药物，有望为相关疾病的治疗开辟新的路径。