低温治疗心脏骤停后脑损伤新机制：PINK1/Parkin-VDAC3信号通路的关键作用

心脏骤停后脑损伤（PCABI）死亡率和致残率高，低温治疗的神经保护机制不明。研究人员围绕低温在氧糖剥夺 / 复氧损伤（OGD/R）中的作用展开研究，发现其通过 PINK1/Parkin-VDAC3通路调节细胞自噬和凋亡，且疗效具有时效性，为临床治疗提供新思路。

　　在医学领域，心脏骤停是一个极为严峻的挑战。当心脏骤停发生后，即便患者恢复了自主循环，后续的脑损伤问题却常常接踵而至，这就是心脏骤停后脑损伤（PCABI）。它是导致患者高死亡率和长期残疾的主要原因，就像一颗隐藏在复苏后的 “定时炸弹”，严重威胁着患者的生命健康和生活质量。目前，针对 PCABI，临床上缺乏有效的神经保护疗法，这让医生们在面对这类患者时常常感到棘手。而低温治疗曾被发现具有神经保护作用，可由于缺乏令人信服的基础证据，其在临床的广泛应用受到了极大限制。所以，深入探究低温治疗 PCABI 的潜在机制，寻找新的生物标志物来评估低温治疗效果，进而开发更安全有效的低温治疗方案，成为了医学研究的重要方向。

在这样的背景下，首都医科大学附属北京朝阳医院等机构的研究人员勇敢地向这一难题发起挑战，开展了一项极具意义的研究。他们将研究聚焦于低温在氧糖剥夺 / 复氧损伤（OGD/R）过程中的作用机制。经过一系列严谨的实验和深入的分析，研究人员发现低温可以通过 PINK1/Parkin-VDAC₃信号通路同时调节细胞凋亡和细胞自噬（Mitophagy，一种选择性清除受损线粒体，维持细胞内环境稳定的过程）。具体来说，在温度干预 2 小时后，低温能够激活该信号通路，促进细胞自噬并减少细胞凋亡，从而发挥神经保护作用；然而，当温度干预延长至 4 小时时，情况发生了变化，低温不仅无法促进细胞自噬，反而会加重细胞凋亡，导致神经保护作用减弱。这一发现揭示了低温治疗效果的时效性，为临床合理应用低温治疗提供了关键的理论依据，对于改善 PCABI 患者的预后具有重要意义，相关研究成果发表在《Scientific Reports》上。

为了开展这项研究，研究人员主要运用了以下关键技术方法：

1. 细胞培养与模型建立：培养 BV2 小鼠小胶质细胞，建立 OGD 和 OGD/R 模型，并设置不同温度干预组，模拟心脏骤停后的细胞损伤情况。
2. 细胞检测技术：采用台盼蓝染色检测细胞活力；透射电子显微镜（TEM）观察细胞自噬情况；流式细胞术结合 JC-1 染色和 BBcellProbe M61 染色分别检测线粒体膜电位（MMP）和线粒体通透性转换孔（mPTP）的开放情况。
3. 蛋白和基因检测：运用蛋白质免疫印迹（Western blotting）和实时荧光定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）技术，检测细胞自噬相关蛋白、细胞凋亡相关蛋白以及相关基因的表达水平；通过免疫荧光共定位技术观察 Parkin 与 VDAC₃的相互作用。

下面来详细看看研究结果：

1. 低温对细胞活力的影响：研究发现，OGD 和 OGD/R 组细胞活力较假手术组显著降低，且 OGD/R 组细胞活力在复氧后进一步下降。而在低温干预 2 小时时，OGD/R - HypoT 组细胞活力较 OGD/R - NormoT 组显著增加，表明此时低温能保护细胞活力；但在 4 小时时，两组细胞活力无显著差异，且此时低温和常温均会进一步损害细胞活力。
2. 低温对细胞自噬和凋亡的影响：TEM 观察显示，低温干预 2 小时时，OGD/R - HypoT - 2h 组细胞自噬水平增加，线粒体损伤减轻；而在 4 小时时，OGD/R - HypoT - 4h 组细胞自噬未改善，凋亡却加重。Western blotting 和 qRT-PCR 结果也表明，低温在 2 小时时促进细胞自噬、减少细胞凋亡，4 小时时则相反。
3. 低温对 MMP 和 mPTP 开放的影响：流式细胞术检测发现，低温干预 2 小时时，能显著减轻 MMP 损伤，抑制 mPTP 开放，且降低 VDAC₃表达；4 小时时，低温的保护作用逆转，mPTP 开放加剧，VDAC₃表达升高。
4. 低温对相关蛋白的影响：在蛋白和 mRNA 水平上，低温干预 2 小时时，促进了 cPINK1、Parkin、Beclin - 1 和 Bcl - 2 的表达，减少了 SQSTM1/p62 和 Cyt C 的表达，激活细胞自噬并减少凋亡；4 小时时，虽然部分蛋白表达变化不同，但整体上细胞凋亡加重。
5. 低温对 Parkin - VDAC₃共定位的影响：免疫荧光共定位结果显示，低温干预 2 小时时，促进 Parkin 向线粒体募集并与 VDAC₃共定位；4 小时时，Parkin 募集明显减少。

综合上述研究结果，研究人员得出结论：低温可以通过 PINK1/Parkin - VDAC₃信号通路调节细胞凋亡和细胞自噬，且这种调节作用具有时效性。在低温治疗 PCABI 时，合适的干预时间至关重要。早期（2 小时）低温干预通过激活该信号通路，促进细胞自噬、减少细胞凋亡，发挥神经保护作用；而延长干预时间（4 小时），则会抑制 Parkin 向线粒体的募集，加重 mPTP 开放和 Cyt C 释放，导致细胞凋亡加剧，神经保护作用减弱。

这项研究具有多方面的重要意义。从机制研究角度，它揭示了低温治疗 PCABI 的新信号通路，为理解低温神经保护作用的分子机制提供了新视角；从临床应用角度，发现的 VDAC₃、Cyt C 等生物标志物，有助于监测和评估低温治疗效果，为制定更安全有效的低温治疗方案提供了依据；从研究方向拓展角度，虽然目前研究存在一定局限性，如体外研究、未涉及药物辅助等，但也为后续研究指明了方向，推动了 PCABI 治疗领域的进一步发展。