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通窍活血汤通过激活BDNF-TrkB-PI3K-AKT通路促进神经再生并减轻脑缺血再灌注损伤的机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月16日 来源:Phytomedicine 6.7
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针对脑缺血再灌注损伤(CI/RI)后神经修复难题,安徽中医药大学团队发现经典方剂通窍活血汤(TQHXD)可通过激活BDNF-TrkB-PI3K-AKT信号通路,促进神经干细胞(NSCs)增殖分化,显著减轻大鼠MCAO/R模型脑梗死体积并改善认知功能。该研究为中药复方治疗缺血性卒中提供了新靶点,发表于《Phytomedicine》。
(以下为论文解读,约2000字)
缺血性卒中如同大脑中的"交通瘫痪",当血栓堵塞脑血管时,神经元因缺氧缺糖而大面积"停工"。尽管及时溶栓恢复血流能挽救部分细胞,但随之而来的再灌注损伤(CI/RI)却可能造成二次伤害——这就像疏通拥堵道路时引发的连环追尾,自由基风暴、钙超载等机制导致神经功能进一步恶化。更棘手的是,成熟神经元再生能力有限,而具有多向分化潜能的神经干细胞(NSCs)虽存在于成人脑室下区,其激活机制却如"沉睡的种子"亟待唤醒。
安徽中医药大学王宁、黄萍团队将目光投向了清代名医王清任创制的通窍活血汤(TQHXD)。这个包含麝香、桃仁、红花等7味药材的经典方剂,在前期研究中已显示出神经保护作用,但其能否通过调控NSCs促进神经再生仍是未解之谜。研究人员通过大鼠大脑中动脉阻塞再灌注(MCAO/R)模型和体外氧糖剥夺/复氧(OGD/R)细胞模型,首次揭示TQHXD通过激活脑源性神经营养因子(BDNF)及其下游信号通路,为缺血性卒中治疗提供了新的干预策略。
研究采用超分辨率血流仪和激光散斑技术验证模型成功建立,通过UPLC-Q-TOF/MS分析TQHXD化学成分,运用水迷宫评估认知功能。在机制探索中,采用流式细胞术检测NSCs增殖,Transwell和划痕实验观察迁移能力,分子对接和pull-down实验验证BDNF与TrkB、PI3K的相互作用。
脑保护效应验证
MCAO/R模型大鼠经TQHXD干预后,脑梗死体积显著缩小,病理损伤减轻。水迷宫实验显示治疗组逃避潜伏期缩短42%,穿越平台次数增加2.3倍,提示学习记忆功能改善。体外实验证实TQHXD含药血清使OGD/R损伤的NSCs存活率提升65%,神经球直径增大1.8倍。
NSCs激活机制
免疫荧光显示TQHXD组NSCs标志物Nestin表达上调3.1倍,增殖标记PCNA阳性率增加2.7倍。分化相关蛋白NeuN(神经元标记)和DCX(未成熟神经元标记)表达分别提高2.1倍和1.9倍,提示其促进NSCs向神经元谱系分化。
信号通路解析
分子对接发现TQHXD中麝香酮(muscone)、芍药苷(paeoniflorin)等成分与BDNF有高结合活性(-7.8~-9.2 kcal/mol)。Western blot显示治疗组BDNF、p-TrkB、p-PI3K和p-AKT蛋白表达分别增加2.4倍、3.1倍、2.7倍和2.9倍。当用siRNA敲低BDNF后,TQHXD的神经保护效应减弱58%,证实其对这条通路的特异性调控。
讨论与启示
该研究首次阐明TQHXD通过"BDNF-TrkB-PI3K-AKT"轴激活内源性NSCs的分子机制。BDNF作为"神经营养快递员",其与TrkB受体的结合如同启动"再生开关",进而通过PI3K催化亚基p85与细胞膜磷脂结合,促使AKT发生构象改变,最终解除其对NSCs增殖分化的抑制。这种多靶点调控特点恰体现了中药复方"君臣佐使"的配伍智慧——麝香中麝香酮可能作为"君药"直接作用于BDNF,而桃仁、红花中的活性成分则协同增强信号传导。
从临床转化角度看,该研究为卒中后神经功能重建提供了新思路:不同于外源性干细胞移植的伦理争议和免疫排斥风险,激活内源性NSCs更具安全性优势。研究团队特别指出,TQHXD在BDNF敲低条件下仍保留部分效应,提示其可能存在其他调控途径,这为后续研究留下探索空间。
这项发表于《Phytomedicine》的研究,不仅为中医药"活血化瘀"理论提供了现代生物学诠释,更开创性地将传统方剂作用机制与神经再生前沿领域相结合。正如研究者所言:"TQHXD就像大脑的'再生启动器',而BDNF-TrkB-PI3K-AKT通路则是它的'启动密码'。"这一发现为开发基于中药多组分、多靶点特性的神经修复策略奠定了坚实基础。
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