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DCAAA通过抑制PI3K/AKT/NF-κB和NLRP3/caspase-1/GSDMD通路减轻脊髓损伤中的神经炎症与小胶质细胞焦亡
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月09日 来源:European Journal of Pharmacology 4.2
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本研究针对脊髓损伤(SCI)后小胶质细胞焦亡加剧神经炎症的关键难题,通过合成新型脂溶性不饱和脂肪酸衍生物DCAAA,系统探究其通过抑制PI3K/AKT/NF-κB和NLRP3/caspase-1/GSDMD信号通路减轻氧化应激与焦亡的作用机制。实验证实DCAAA显著促进轴突再生并改善运动功能,为SCI治疗提供潜在新策略。
脊髓损伤(SCI)被称为"不死的癌症",其导致的终身瘫痪给患者和社会带来沉重负担。尽管医学不断进步,但继发性损伤引发的神经炎症和细胞死亡仍是治疗难点。近年来,小胶质细胞焦亡(pyroptosis)——一种伴随剧烈炎症反应的程序性死亡方式,被发现在SCI中扮演关键角色。当NLRP3炎症小体激活后,会切割gasdermin D(GSDMD)蛋白形成细胞膜孔洞,释放IL-1β和IL-18等"炎症炸弹",加剧神经损伤。与此同时,PI3K/AKT/NF-κB这条调控细胞存活的经典通路也在SCI中异常活跃,形成复杂的病理网络。
面对这一挑战,广西大学的研究团队将目光投向传统中药板蓝根。他们从中提取不饱和脂肪酸进行结构优化,合成出新型化合物N,N'-二环己基-N-花生四烯酰脲(DCAAA)。前期研究显示该化合物毒性低且无溶血作用,但能否在SCI中发挥神经保护作用仍是未知数。研究人员通过体内外实验系统揭示:DCAAA能同时靶向PI3K/AKT/NF-κB和NLRP3/caspase-1/GSDMD两条通路,像"双靶点刹车"一样遏制小胶质细胞焦亡的连锁反应,相关成果发表在《European Journal of Pharmacology》。
关键技术方法包括:采用脂多糖(LPS)+三磷酸腺苷(ATP)诱导BV-2小胶质细胞焦亡模型;通过HE染色、尼氏染色和Masson染色评估组织病理学变化;运用BBB评分和足迹分析量化运动功能恢复;采用Western blot检测焦亡相关蛋白(NLRP3、GSDMD、ASC、caspase-1)及炎症因子表达;通过活性氧(ROS)检测评估氧化应激水平。
【合成与结构分析】
通过四氢呋喃溶剂体系合成DCAAA,核磁共振确认其结构为(E)-N-环己基-N-(环己基氨基甲酰基)二十碳-11-烯酰胺,收率达50%。
【体内实验验证】
SCI模型显示DCAAA治疗组:1)组织染色显示损伤区域空洞面积减少38.7%,轴突再生标志物增长2.1倍;2)BBB评分提高67%,运动协调性显著改善;3)焦亡蛋白NLRP3、GSDMD表达下调40-60%,IL-1β水平降低55%。
【体外机制解析】
LPS+ATP刺激的BV-2细胞中:1)DCAAA使ROS生成减少62%;2)PI3K磷酸化水平下降72%,NF-κB核转位抑制51%;3)NLRP3炎症小体组装被阻断,caspase-1活性降低68%。
结论与意义:
该研究首次阐明DCAAA通过"双通路调控"机制:一方面抑制PI3K/AKT/NF-κB通路减轻氧化应激,另一方面阻断NLRP3/caspase-1/GSDMD轴抑制焦亡。这种双重作用使炎症因子IL-1β和IL-18的释放减少约50%,为开发多靶点抗SCI药物提供新思路。值得注意的是,DCAAA源于传统中药活性成分的结构改造,其低毒性特点(LD50
2000 mg/kg)具有临床转化优势。研究不仅为理解小胶质细胞焦亡的调控网络提供新证据,也为中药现代化研究树立了"从天然产物到作用机制"的典范。未来需进一步探索DCAAA的血脑屏障穿透性和长期疗效,推动其向临床治疗转化。
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