天麻素注射液通过调控P62/Nrf2/HO-1通路缓解新生大鼠缺氧缺血性脑损伤的机制研究

《Molecular Neurobiology》：Gastrodin Injection Relieves Hypoxic-Ischemic Brain Injury in Newborn Rats by Regulating the P62/Nrf2/HO-1 Pathway

本研究针对新生儿缺氧缺血性脑病（HIE）缺乏有效治疗手段的临床难题，探讨了天麻素注射液（Gastrodin injection）通过激活P62/Nrf2/HO-1通路对缺氧缺血性脑损伤（HIBD）的保护作用。研究人员通过建立新生大鼠HIBD模型和SH-SY5Y细胞氧糖剥夺/再灌注（OGD/R）模型，结合激光散斑成像、TTC染色、Western blot等技术，发现天麻素注射液可显著减轻脑梗死体积，改善线粒体功能，增强抗氧化能力并抑制神经炎症。该研究为HIE的治疗提供了新的潜在策略，发表于《Molecular Neurobiology》。

　　

新生儿缺氧缺血性脑病（HIE）是导致新生儿死亡和残疾的主要原因之一，全球每年约有75万婴儿罹患中重度HIE，其中约40万出现神经发育障碍。尽管亚低温治疗（HT）是目前公认的有效疗法，但其应用受限于严格的入选标准和短暂的治疗时间窗，使得众多患儿无法受益。因此，开发新的有效治疗策略迫在眉睫。

在这一背景下，天麻（Gastrodia elata）作为一种药食同源的中药材，其活性成分天麻素（Gastrodin, GAS）因其神经保护潜力而备受关注。既往研究表明，天麻素能够穿过血脑屏障，在脑缺血/再灌注（I/R）损伤模型中减轻炎症反应和氧化应激，但其在新生儿HIE中的具体作用机制尚不明确。发表于《Molecular Neurobiology》的这项研究，旨在深入探讨天麻素注射液是否通过调控P62/Nrf2/HO-1通路，发挥对HIBD的保护作用。

研究人员采用的主要技术方法包括：通过改良Rice-Fannuzzi法建立新生Sprague-Dawley（SD）大鼠HIBD模型，并利用SH-SY5Y细胞构建OGD/R损伤模型；使用激光散斑对比成像（LSCI）技术动态监测脑血流，通过TTC染色评估脑梗死体积；采用HE染色、Nissl染色和透射电镜观察脑组织病理学和线粒体超微结构变化；通过Western blot和ELISA检测氧化应激、炎症因子及通路相关蛋白表达；利用Morris水迷宫和旋转棒实验评估长期神经行为学功能。

研究结果如下：

Gastrodin Injection Reduces Cerebral Infarct Size and Improves Neurological Deficits after HIBD

激光散斑成像显示，HIBD模型组大鼠右脑半球血流量显著降低，TTC染色显示大面积脑梗死。天麻素注射液（50、100、200 mg/kg）治疗可剂量依赖性地减小梗死体积，其中100 mg/kg效果最为显著。神经行为学评估（Zea-Longa评分、翻正反射、负向趋地性实验）表明，天麻素注射液能显著改善HIBD引起的短期神经功能缺损。

Gastrodin Injection can Increase Antioxidant Stress Factor Levels and Inhibit Inflammatory Responses after HIBD

ELISA和生化检测显示，HIBD模型组脑组织中超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）、过氧化氢酶（CAT）活性显著降低，而丙二醛（MDA）含量升高；促炎因子肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白介素-6（IL-6）水平上升，抗炎因子转化生长因子-β（TGF-β）下降。天麻素注射液治疗后，抗氧化酶活性恢复，MDA、TNF-α和IL-6水平下降，TGF-β水平上升。

Gastrodin Injection Activates the P62/Nrf2/HO-1 Pathway, Thereby Reducing Neuronal Apoptosis

Western blot结果显示，HIBD后脑组织中P62、Keap1蛋白表达下降，Nrf2、HO-1表达上升；天麻素注射液进一步升高P62、Nrf2、HO-1蛋白水平，降低Keap1表达，并提高Bcl-2/Bax比值，表明其通过激活P62/Nrf2/HO-1通路抑制神经元凋亡。

Gastrodin Injection Improves Mitochondrial Structure in Brain Tissue after HIBD

透射电镜观察显示，HIBD组神经元线粒体肿胀、嵴断裂或消失，基质溶解；天麻素注射液治疗后，线粒体结构得到明显改善。

Gastrodin Injection Reduces Brain Tissue Damage after HIBD

HE和Nissl染色显示，HIBD组脑组织结构破坏，神经元排列紊乱，尼氏体减少；天麻素注射液（100 mg/kg）治疗可部分恢复脑组织形态和尼氏体数量。

Gastrodin Injection Improves Spatial Learning Memory and Motor Coordination in Rats after HIBD

长期行为学测试表明，HIBD大鼠在Morris水迷宫中寻找平台潜伏期延长，平台穿越次数减少，旋转棒停留时间缩短；天麻素注射液治疗可显著改善这些指标，提示其能促进空间学习记忆和运动协调功能的恢复。

Gastrodin Injections can Improve Long-Term Brain

长期病理学观察发现，HIBD组海马区脑组织萎缩、缺损明显，尼氏体数量减少；天麻素注射液治疗可减轻脑组织萎缩和海马损伤，增加尼氏体数量。

Gastrodin Injection Ameliorates OGD/R-Induced SH-SY5Y cell Damage

细胞实验显示，天麻素注射液（20-80 μmol）可提高OGD/R损伤后SH-SY5Y细胞的存活率，降低活性氧（ROS）水平，恢复线粒体膜电位（ΔΨm）。

Gastrodin Injection has been shown to Reduce OGD/R-Induced Damage in SH-SY5Y Cells by Activating the P62/Nrf2/HO-1 Pathway

Western blot和免疫荧光显示，天麻素注射液促进Nrf2核转位，上调HO-1、P62表达，下调Keap1，提高Bcl-2/Bax比值；而P62特异性抑制剂XRK3F2可逆转这些保护效应，证实天麻素注射液的神经保护作用依赖于P62/Nrf2/HO-1通路的激活。

综上所述，本研究系统阐明了天麻素注射液通过激活P62/Nrf2/HO-1通路，增强抗氧化应激能力、抑制炎症反应和细胞凋亡，从而改善HIBD后神经功能预后的分子机制。该研究不仅为天麻素注射液治疗新生儿HIE提供了实验依据，也为开发以P62/Nrf2/HO-1通路为靶点的新型神经保护剂奠定了理论基础。尽管本研究在蛋白互作验证和长期蛋白动态变化分析方面存在局限，但其创新性地揭示了天麻素在新生儿脑损伤中的多靶点保护作用，为临床转化提供了重要参考。