胆绿素通过lncRNA TUG1/miR-204-5p/P4HB轴抑制自噬减轻脑缺血再灌注损伤的机制研究

本研究针对脑缺血再灌注损伤（CIRI）中自噬过度激活的难题，探讨了胆绿素（BV）通过调控lncRNA TUG1/miR-204-5p/P4HB信号轴抑制自噬的神经保护机制。研究人员通过体内外实验证实，BV可下调TUG1表达，解除其对miR-204-5p的抑制作用，进而抑制下游靶点P4HB的表达，最终通过抑制过度自噬显著减轻神经细胞凋亡和脑组织损伤。该研究为缺血性脑卒中的治疗提供了新的靶点和理论依据。

　　

脑卒中是全球第二大死亡原因，其中缺血性脑卒中占比超过60%。虽然及时恢复血供是治疗的关键，但临床发现血管再通后常出现神经功能恶化，这种现象称为脑缺血再灌注损伤（CIRI）。CIRI的病理机制复杂，涉及氧化应激、炎症反应、细胞凋亡和自噬等多种过程。其中，自噬作为细胞清除受损蛋白质和细胞器的自我保护机制，在适度激活时具有保护作用，但过度激活则会促进细胞死亡。因此，寻找能够调控自噬的有效药物对CIRI治疗具有重要意义。

胆绿素（Biliverdin, BV）是血红素代谢途径中的重要产物，近年来被发现具有多靶点神经保护作用，包括抗炎、抑制细胞凋亡和调节细胞焦亡等。然而，BV是否通过调控自噬来减轻CIRI尚不明确。非编码RNA在基因表达调控中扮演关键角色，其中长链非编码RNA（lncRNA）和微小RNA（miRNA）通过竞争性内源RNA（ceRNA）机制参与多种疾病的病理过程。研究表明，lncRNA TUG1在缺血性疾病中表达异常，可能通过吸附miRNA影响下游靶基因表达。此外，内质网伴侣蛋白P4HB（Prolyl 4-hydroxylase beta subunit）与内质网应激（ERS）密切相关，而ERS可激活自噬相关基因（ATGs）的表达。但P4HB是否通过调控自噬参与CIRI尚待阐明。

在这项发表于《Life Sciences》的研究中，昆明医科大学的研究团队深入探讨了BV是否通过lncRNA TUG1/miR-204-5p/P4HB轴调控自噬来减轻CIRI。研究人员采用了大鼠大脑中动脉闭塞/再灌注（MCAO/R）模型和PC12细胞的氧糖剥夺/复氧（OGD/R）模型模拟CIRI过程，通过神经功能评分、TTC染色、HE染色、Nissl染色和TUNEL染色评估脑损伤程度；利用Western blot、透射电镜（TEM）、MDC染色和流式细胞术检测自噬和凋亡水平；通过qPCR、双荧光素酶报告基因实验和免疫荧光验证TUG1、miR-204-5p和P4HB之间的靶向关系；并采用细胞转染技术进行功能回复实验。

研究结果显示，BV处理显著降低了MCAO/R大鼠的神经功能缺损评分、脑梗死体积和神经元凋亡，同时降低了自噬相关蛋白LC3 II/I、Beclin1和P4HB的表达。在OGD/R模型中，BV干预同样提高了细胞活力，减少了自噬和凋亡水平。机制上，研究人员发现TUG1作为ceRNA吸附miR-204-5p，解除其对P4HB mRNA的翻译抑制，从而促进P4HB表达和自活化激活。BV通过下调TUG1表达，增加miR-204-5p水平，抑制P4HB表达，最终抑制过度自噬。功能回复实验证实，过表达TUG1或抑制miR-204-5p可逆转BV的保护作用，而同时敲低P4HB则能抵消miR-204-5p抑制引起的自噬增强。

这些发现不仅揭示了BV通过TUG1/miR-204-5p/P4HB轴抑制自噬减轻CIRI的新机制，也为缺血性脑卒中的治疗提供了潜在的靶点。该研究的创新性在于首次将BV的神经保护作用与ceRNA调控网络联系起来，并明确了自噬在这一过程中的核心地位。未来研究可进一步探索该轴在临床样本中的表达情况，以及开发针对该轴的新型治疗策略。

研究结论表明，BV通过调控TUG1/miR-204-5p/P4HB轴抑制过度自噬，显著减轻CIRI后的神经损伤。这一发现不仅深化了对CIRI病理机制的理解，也为天然产物在多靶点调控网络中的应用提供了新思路。讨论部分进一步指出，TUG1在CIRI中可能通过多种机制发挥作用，而miR-204-5p和P4HB在不同疾病环境中的功能具有情境依赖性。此外，内质网应激与自噬的交互作用在CIRI中的具体机制仍需深入探索。该研究为开发针对ceRNA网络的精准治疗策略奠定了理论基础，具有重要的科学价值和临床转化潜力。