低温诱导冷休克蛋白RBM3通过PI3K/AKT通路调控神经干细胞增殖与分化的机制研究

本研究针对心脏骤停(CA)后神经损伤修复难题，探讨了轻度治疗性低温(MH)通过激活冷休克蛋白RBM3调控神经干细胞(NSCs)命运的分子机制。研究人员通过构建氧糖剥夺/再灌注(OGD/R)模型，发现MH通过PI3K/AKT信号通路上调RBM3表达，显著促进NSCs增殖、抑制凋亡，并引导其向神经元方向分化。该研究为CA后神经修复提供了新的治疗靶点和理论依据，对开发神经保护药物具有重要指导意义。

　　

心脏骤停（Cardiac Arrest, CA）是人类死亡的主要原因之一，即使通过心肺复苏（CPR）恢复自主循环（ROSC），患者仍面临高达80%的死亡率，其中脑损伤是导致死亡和长期神经功能障碍的首要原因。目前，轻度治疗性低温（Mild Therapeutic Hypothermia, MH）是国际指南唯一推荐的神经保护措施，但其具体分子机制尚未完全阐明。近年来，研究发现低温可诱导冷休克蛋白（Cold Shock Proteins, CSPs）的表达，其中RNA结合基序蛋白3（RNA-binding Motif Protein 3, RBM3）被认为在神经保护中发挥关键作用，但其调控机制及与神经干细胞（Neural Stem Cells, NSCs）命运的关联仍是未解之谜。

为解决这一难题，西安交通大学第一附属医院重症医学科孙元辉、薛靖文等研究人员在《Brain Organoid and Systems Neuroscience Journal》发表最新研究，通过模拟缺血再灌注（Ischemia-Reperfusion, I/R）损伤的细胞模型，深入探索了MH通过RBM3调控NSCs增殖、凋亡和分化的分子通路，为CA后神经修复提供了新的理论依据和治疗策略。

本研究主要采用以下关键技术方法：

1. 1.

   通过原代培养C57BL/6小鼠皮质来源的NSCs，建立氧糖剥夺/再灌注（Oxygen-Glucose Deprivation/Reperfusion, OGD/R）模型模拟I/R损伤；

2. 2.

   使用CCK-8法检测细胞活力，BrdU掺入实验检测增殖，TUNEL染色检测凋亡；

3. 3.

   通过免疫荧光染色分析细胞分化（GFAP标记胶质细胞，Tuj-1标记神经元）；

4. 4.

   采用Western blotting检测RBM3、p-PI3K、p-AKT等蛋白表达；

5. 5.

   使用PI3K抑制剂LY294002验证信号通路功能。

3.1 MH促进OGD/R损伤后NSCs增殖、抑制凋亡并改变分化方向

通过BrdU掺入实验发现，在OGD/R损伤后第3天和第5天，MH处理组新生NSCs比例显著高于常温组（D3: 45.61%±7.487% vs 26.98%±3.862%；D5: 53.65%±6.374% vs 24.53%±5.470%）。TUNEL检测显示，MH组凋亡细胞比例在损伤后各时间点均显著降低（D0: 40.91±20.54% vs 78.2±14.88%）。免疫荧光染色表明，MH组向神经元分化的比例显著升高（Tuj-1⁺细胞：D5达46.11%±11.55%），而向胶质细胞分化的比例降低（GFAP⁺细胞：D5为35.28%±14.44%）。

3.2 MH增加OGD/R损伤后NSCs中RBM3和PI3K/AKT通路蛋白表达

Western blotting结果显示，MH处理后RBM3表达显著上调（0.9027±0.06872 vs 0.2248±0.07966），同时p-PI3K（0.8917±0.05682 vs 0.4265±0.09615）和p-AKT（0.8149±0.02405 vs 0.4183±0.06324）磷酸化水平明显升高，表明MH激活了PI3K/AKT信号通路并诱导RBM3表达。

3.3 LY294002抑制MH诱导的细胞存活率提升和RBM3表达增加

使用PI3K抑制剂LY294002后，MH组的细胞存活率从59.17%±8.507%降至42.46%±4.896%，同时RBM3表达显著降低（0.2868±0.1129 vs 0.8836±0.05772），证实RBM3是PI3K/AKT通路的下游靶点。

3.4 LY294002抑制MH诱导的神经保护效应

抑制剂处理后，MH组的增殖促进效应（BrdU⁺细胞比例降至23.37%±6.334%）和抗凋亡效应（TUNEL⁺细胞比例升至51.44%±11.95%）被逆转，同时神经元分化比例下降（Tuj-1⁺细胞降至14.23%±5.983%），胶质细胞分化比例回升（GFAP⁺细胞升至39.43%±7.382%），进一步证明PI3K/AKT通路介导了MH的神经保护作用。

讨论与结论

本研究首次揭示MH通过激活PI3K/AKT信号通路上调RBM3表达，进而调控NSCs的增殖、凋亡和分化方向。RBM3作为低温诱导的关键蛋白，不仅抑制细胞凋亡、促进存活，还引导NSCs向神经元谱系分化，这对CA后神经功能重建具有重要意义。值得注意的是，MH对分化方向的调控可能通过抑制炎症反应实现，但具体机制仍需进一步探索。

该研究不仅深化了对MH神经保护机制的理解，还为开发靶向RBM3-PI3K/AKT轴的新型神经保护药物提供了理论基础。未来针对这一通路的干预策略，有望成为改善CA患者神经预后的突破点。