青蒿琥酯通过抑制FUNDC1介导的过度线粒体自噬减轻脑缺血/再灌注损伤

【字体: 时间:2025年06月03日 来源:Brain Research Bulletin 3.5

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  为解决脑缺血/再灌注(I/R)损伤中过度线粒体自噬(mitophagy)导致的神经元凋亡问题,研究人员探讨了青蒿琥酯(artesunate)的神经保护机制。通过建立MCAO大鼠模型和OGD/R诱导的PC12细胞模型,发现青蒿琥酯通过AMPK-mTOR-TFEB通路抑制FUNDC1介导的过度线粒体自噬,减少细胞凋亡并改善神经功能。该研究为脑I/R损伤提供了新的治疗靶点,发表于《Brain Research Bulletin》。

  

脑缺血/再灌注(I/R)损伤是中风后常见的继发性病理过程,尽管溶栓和取栓治疗能恢复血流,但再灌注本身会引发氧化应激、炎症和线粒体功能障碍,最终导致神经元死亡。其中,线粒体自噬(mitophagy)是一把双刃剑:适度激活可清除损伤线粒体,但过度激活会加速细胞凋亡。青蒿琥酯作为青蒿素的水溶性衍生物,能穿透血脑屏障,但其是否通过调控线粒体自噬发挥神经保护作用尚不明确。

为解决这一问题,国内某研究机构团队在《Brain Research Bulletin》发表研究,通过体内外实验揭示了青蒿琥酯的作用机制。研究人员采用大鼠大脑中动脉闭塞/再灌注(MCAO)模型和氧糖剥夺/复氧(OGD/R)诱导的PC12细胞模型,结合透射电镜观察自噬体、JC-1检测线粒体膜电位、Western blot分析蛋白表达及流式细胞术检测凋亡等技术,系统评估了青蒿琥酯的疗效。

研究结果显示:

  1. 青蒿琥酯提升OGD/R刺激的PC12细胞活力并减少凋亡:20 μM青蒿琥酯显著逆转OGD/R导致的细胞活力下降和凋亡率升高(图1B-E)。
  2. 抑制过度线粒体自噬:电镜观察到青蒿琥酯减少自噬体数量,同时降低LC3-II/LC3-I比值和FUNDC1磷酸化水平(p-FUNDC1),并恢复线粒体膜电位(图2A-E)。
  3. 激活AMPK-mTOR-TFEB通路:磷酸化激酶阵列和Western blot证实青蒿琥酯上调TFEB表达,促进AMPK磷酸化(p-AMPK),抑制mTOR磷酸化(p-mTOR)(图3A-C)。
  4. AMPK激动剂验证机制:使用AMPK激动剂Metformin(Met)后,青蒿琥酯对p-FUNDC1和凋亡的抑制作用被逆转,表明其通过AMPK-mTOR-TFEB轴调控线粒体自噬(图4A-C)。
  5. 体内实验验证疗效:150 mg/kg青蒿琥酯显著减少MCAO大鼠脑梗死体积,改善神经功能评分和水迷宫学习记忆能力,同时降低脑组织中LC3-II/LC3-I和p-FUNDC1水平(图5A-I)。

讨论部分指出,青蒿琥酯通过双重角色调控线粒体自噬:在正常条件下诱导自噬,而在病理状态下抑制FUNDC1介导的过度激活。其作用机制涉及AMPK-mTOR-TFEB通路的级联反应,其中TFEB作为转录因子调控自噬相关基因,而FUNDC1作为线粒体自噬受体直接参与损伤线粒体的清除。这一发现不仅拓展了青蒿琥酯的临床应用潜力,也为脑I/R损伤提供了精准干预策略。

研究局限性包括模型与人类疾病的差异及未探索其他通路(如氧化应激)的交叉影响。未来需进一步验证长期疗效和多靶点协同作用,以推动临床转化。

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