艾司西酞普兰通过激活PI3K/AKT通路抑制NLRP3炎性体介导的细胞凋亡，从而减轻脊髓损伤

《Brain Mechanisms》：Escitalopram Attenuates Spinal Cord Injury by Suppressing NLRP3 Inflammasome-Mediated Pyroptosis via PI3K/AKT Pathway Activation

脊髓损伤修复机制及药物作用研究：评估 escitalopram 对运动功能恢复和炎症调控的影响。通过动物模型和网络药理学分析，发现 escitalopram 通过激活 PI3K/AKT 信号通路抑制小胶质细胞 Pyroptosis，减少炎症因子表达并促进神经功能恢复。

　　脊髓损伤（Spinal Cord Injury, SCI）是一种严重影响神经系统功能的疾病，通常由外伤引起。这种损伤不仅导致运动、感觉和自主神经功能的丧失，还伴随着广泛的继发性组织损伤。在SCI发生后，脊髓组织会经历一系列复杂的病理生理变化，包括细胞死亡、炎症反应和免疫系统的激活。目前，临床上主要采用甲基强的松龙治疗、手术减压、支持性护理和康复训练等方法来处理SCI，但这些手段在促进功能恢复方面仍存在局限性，无法满足患者对更有效治疗策略的需求。

SCI的发生通常分为两个阶段：初级损伤和继发性损伤。初级损伤是指由于直接的机械力作用于脊髓，导致神经纤维断裂、血管破裂以及细胞死亡。这一阶段的损伤通常是瞬间发生的，且不可逆转。继发性损伤则是在初级损伤之后，随着时间的推移逐渐发展，主要表现为程序性细胞死亡和一系列无菌性炎症反应。程序性细胞死亡包括凋亡、自噬和焦亡等机制，其中焦亡是一种由炎症驱动的细胞死亡形式，其特点是细胞肿胀、细胞膜破裂以及促炎因子的释放。焦亡的启动通常与细胞内病原体或损伤信号激活先天免疫细胞有关，这些信号通过模式识别受体（Pattern Recognition Receptors, PRRs）被检测到，包括与病原体相关分子模式（Pathogen-Associated Molecular Patterns, PAMPs）和与损伤相关分子模式（Damage-Associated Molecular Patterns, DAMPs）的识别。在这些信号的刺激下，NLRP3炎症小体被激活，它由一系列蛋白质组成，包括前caspase-1、适配蛋白凋亡相关斑样蛋白含CARD结构域（Apoptosis-Associated Speck-like Protein containing a CARD, ASC）以及NLR家族成员如NLRP1和NLRP3。当NLRP3炎症小体被激活后，会招募并激活caspase-1，随后caspase-1切割Gasdermin D（GSDMD），释放其N端片段，该片段插入细胞膜形成孔道，最终导致细胞膜破裂、细胞裂解以及促炎因子的释放。由于其形态学特征为细胞肿胀以及对caspase-1和GSDMD的生化依赖性，焦亡被归类为一种由GSDMD介导的程序性坏死，与凋亡不同。

在临床应用方面，艾司西酞普兰（Escitalopram, ESC）是一种选择性血清素再摄取抑制剂（Selective Serotonin Reuptake Inhibitor, SSRI），广泛用于抑郁症的治疗。除了其抗抑郁作用外，ESC还显示出一定的神经保护和神经修复潜力。例如，ESC已被报道可以逆转心肌梗死后综合征中促炎细胞因子和前列腺素的表达，同时抑制焦亡，从而减轻脑梗死模型中的神经炎症。然而，目前尚不清楚ESC是否能够调节SCI后小胶质细胞的焦亡。PI3K/AKT信号通路在多种神经疾病中具有重要的调控作用，包括细胞增殖、应激反应和炎症调节。该通路在神经退行性疾病中表现出抗自噬、抗焦亡和抗炎的作用。越来越多的证据表明，通过调节PI3K/AKT信号通路，药物可以减轻焦亡，从而维持神经元的完整性。因此，PI3K/AKT信号通路的调控可能为SCI的治疗提供新的思路。

基于上述研究背景，本研究假设ESC可以通过抑制NLRP3炎症小体的激活，进而抑制小胶质细胞的焦亡，从而减轻SCI相关的神经炎症。为了验证这一假设，我们采用网络药理学分析、体外实验和体内实验，探讨ESC如何调控小胶质细胞的焦亡，并阐明PI3K/AKT信号通路在此过程中的作用。研究结果显示，ESC治疗显著提高了SCI小鼠的功能恢复水平，降低了焦亡相关蛋白的表达，并减轻了创伤后的炎症反应。网络药理学分析进一步揭示了ESC的治疗作用可能通过激活PI3K/AKT信号通路以及其它与炎症相关的信号通路实现。体外实验进一步证实，ESC可以抑制小胶质细胞的焦亡，这可能与其激活PI3K/AKT信号通路有关。

在实验方法方面，本研究采用了一种标准的SCI小鼠模型。实验中使用了24只6-8周龄的雌性C57BL/6小鼠，体重在22-25克之间。这些小鼠来自安徽医科大学的动物实验中心，并在特定病原体无（Specific Pathogen-Free, SPF）条件下饲养。小鼠的饲养环境受到严格控制，包括标准的SPF饮食、环境温度21°C-27°C、相对湿度45%-50%以及12小时的光照/黑暗周期。实验过程中，每48小时更换一次垫料，并进行术后每日监测。实验小鼠被随机分为四组，分别接受不同的处理方式，包括对照组、SCI组、ESC治疗组以及PI3K抑制剂处理组。通过这些分组，我们可以系统地评估ESC对SCI小鼠的影响。

在评估ESC对小鼠运动功能恢复的作用时，我们采用了Basso-Beattie-Bresnahan（BBB）评分系统和 Louisville Swim Scale。这些评分系统可以有效评估SCI后小鼠的运动能力。如图1A所示，接受ESC治疗的小鼠在运动功能评分上显著高于仅接受SCI处理的小鼠（p < 0.05），这表明ESC具有促进运动功能恢复的作用。此外，ESC治疗的小鼠在后肢活动能力和姿势稳定性方面也表现出明显的改善。在游泳评估中，如图1B和1C所示，ESC治疗的小鼠同样显示出更好的运动能力，这进一步支持了ESC在促进SCI后运动功能恢复方面的有效性。

在炎症和焦亡相关蛋白的表达方面，我们采用免疫组化和Western blot等方法进行检测。研究结果显示，ESC治疗显著降低了与焦亡相关的蛋白表达，如NLRP3、caspase-1和GSDMD。同时，ESC还表现出对炎症相关蛋白的抑制作用，如促炎细胞因子TNF-α、IL-1β和IL-6。这些结果表明，ESC可能通过抑制NLRP3炎症小体的激活，从而减少焦亡和炎症反应。网络药理学分析进一步揭示了ESC的主要作用靶点，包括MAPK3、AKT1和Hsp90aa1，这些靶点可能通过PI3K信号通路发挥治疗作用。此外，PI3K抑制剂LY294002能够逆转ESC对小胶质细胞焦亡的抑制作用，这表明ESC可能通过激活PI3K/AKT信号通路来减轻SCI后的神经炎症。

本研究的局限性包括：首先，实验中采用的ESC剂量和治疗时间基于现有文献和初步实验，可能无法完全代表最佳的治疗方案。其次，实验仅使用了雌性小鼠，虽然这一选择是基于解剖结构和动物福利的考虑，但可能限制了研究结果在雄性群体中的适用性。此外，实验过程中未监测小鼠在不同阶段的动情周期，这可能影响研究结果的全面性。尽管存在这些局限性，本研究的结果仍然为SCI治疗提供了重要的线索，特别是ESC在抑制焦亡和神经炎症方面的潜力。

综上所述，本研究的结果表明，ESC在促进SCI小鼠运动功能恢复和减少焦亡方面具有显著的治疗效果。网络药理学分析提示这些治疗效果可能通过激活PI3K/AKT信号通路实现。体外实验进一步支持了这一观点，表明ESC能够抑制小胶质细胞的焦亡，这可能与其激活PI3K信号通路有关。这些发现为SCI的治疗提供了新的思路，特别是通过抑制焦亡和调控PI3K信号通路来减轻神经炎症。未来的研究可以进一步探索ESC的最佳剂量和治疗方案，并评估其在不同性别小鼠中的疗效。此外，研究还可以结合临床试验，以验证ESC在人类SCI治疗中的应用潜力。总之，ESC作为一种抗抑郁药物，其在SCI治疗中的应用前景值得进一步关注和研究。