《NeuroToxicology》：Honokiol Alleviates Oxidative Stress, Neuroinflammation, and Apoptosis in Excitotoxicity Induced by Ouabain, a Na+/K+-ATPase Inhibitor
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•洋地黄毒苷注射会破坏大脑中的氧化剂/抗氧化剂平衡。•通过组织病理学和免疫组织化学方法证实了洋地黄毒苷造成的损伤。•霍诺基醇治疗可改善受损的大脑氧化剂/抗氧化剂平衡。•霍诺基醇能改善异常的HSP-70及促凋亡蛋白Bax的表达水平。•霍诺基醇可减轻洋地黄毒苷引发的炎症反应。引言钠/
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洋地黄毒苷注射会破坏大脑中的氧化剂/抗氧化剂平衡。
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通过组织病理学和免疫组织化学方法证实了洋地黄毒苷造成的损伤。
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霍诺基醇治疗可改善受损的大脑氧化剂/抗氧化剂平衡。
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霍诺基醇能改善异常的HSP-70及促凋亡蛋白Bax的表达水平。
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霍诺基醇可减轻洋地黄毒苷引发的炎症反应。
引言
钠/钾腺苷三磷酸酶（Na+/K+-ATPase），通常也被称为Na+/K+-ATP酶泵，是一种膜蛋白，通过调节质膜两侧的钠和钾浓度，在维持离子平衡中起着关键作用（Leng等人，2025；Noureddine和Kreydiyyeh，2025）。Na+/K+-ATPase还负责调节细胞内钙离子浓度，并通过参与多种信号通路发挥信号传递功能（Ren等人，2024）。作为调控大脑兴奋性的重要因子（de Freitas等人，2018），Na+/K+-ATPase还参与调节静息膜电位以及神经递质的释放与摄取过程（Clausen等人，2017；Ladol和Sharma，2021；Rajkhowa等人，2022）。由于Na+/K+-ATPase功能异常或缺失会增加膜兴奋性并减少神经递质的释放（El-Mallakh和Wyatt，1995），因此这种泵的长期甚至“永久性”功能障碍似乎在各种中枢神经系统疾病中较为常见（Valvassori等人，2022b；Wagoner和Dill，2019）。
兴奋毒性是一种神经元损伤机制，既存在于急性神经元损伤中，也出现在缓慢进展的神经退行性疾病中（Burd等人，2016；Van der Stelt等人，2001）。兴奋毒性的发生过程涉及急性反应和继发性反应两种机制。急性兴奋毒性是指由于谷氨酸受体过度激活而引发的快速神经元死亡。而继发性兴奋毒性则是一种更为缓慢、渐进性的机制，其形成是由于慢性谷氨酸失衡以及低钙缓冲能力导致的运动神经元脆弱性增加（Heath和Shaw，2002；Silva-Hucha等人，2026）。尽管导致神经退行的分子机制尚未完全明了，但作为神经元损伤和死亡的诱因，兴奋毒性已被证实发挥着重要作用（Binvignat和Olloquequi，2020；Rodriguez-Chavez等人，2021）。有研究认为，面对兴奋毒素及其引发的兴奋毒性机制时，Na+/K+-ATP酶泵的活性会降低或不足，从而无法维持离子平衡（Lees，1991；Ra?i?-Markovi?等人，2009）。
洋地黄毒苷（OUA）是一种类似洋地黄的化合物，最初是从植物中提取的（Nesher等人，2007）。由于某些哺乳动物物种包括人类体内也会自然产生这种物质，且其在血液中的浓度极低，因此它曾被归类为激素。不过其具体的生理功能至今仍不完全清楚（Schoner，2000；Schoner，2002）。虽然体内天然存在的类似洋地黄毒苷的化合物在血液循环中的浓度很低，但实验研究中通常会使用高得多的药理剂量来抑制Na+/K+-ATP酶的活性，从而构建出可重复的兴奋性脑损伤模型。OUA正是能够抑制Na+/K+-ATP酶泵并引发兴奋毒性的物质（Dabrowska等人，2021）。OUA能够使大脑中的Na+/K+-ATP酶泵失活，进而导致中枢神经系统内的神经传导出现异常[6]。在由OUA诱导的兴奋毒性模型中，已有研究显示Na+/K+-ATP酶的活性会被药物抑制，进而引发神经元变性（Persson等人，2013；Veldhuis等人，2003）。在小鼠和大鼠体内静脉注射强效的Na+/K+-ATP酶泵抑制剂OUA后，会导致谷氨酸能神经元过度活跃，进而出现过度兴奋现象（Kurauchi等人，2019），同时还会引起神经营养因子的变化以及多种病理生理反应，比如线粒体功能紊乱、氧化应激和炎症反应（Knorr等人，2021；Riegel等人，2009；Tonin等人，2014）。此外，还有研究认为OUA会增强核因子κB的活性，诱发星形胶质细胞增生、神经元变性以及认知功能下降（Maidana等人，2026）。另有研究指出，OUA会增加大鼠前额叶皮层和海马区的脂质过氧化反应以及蛋白质的氧化损伤，还会改变这些区域的抗氧化酶水平（Dal-Pont等人，2019；Jornada等人，2011；Riegel等人，2010）。
霍诺基醇（HNK）是一种天然的双酚类化合物，主要从木兰属植物的树皮、球果和叶片中分离得到，因其具备抗氧化、抗炎、抗凋亡以及神经保护作用而受到了广泛研究（Hu等人，2023；Wang和Wang，2022）。由于其具有亲脂性，HNK能够轻易穿过血脑屏障，因此在多种神经系统疾病的实验模型中都展现出了潜在的治疗价值（Zheng等人，2023；Zhou等人，2023）。已有研究表明，HNK可以减少细胞内自由基的积累，减轻神经炎症，改善线粒体功能，还能保护神经元免受兴奋毒性损伤（Tan等人，2022；Wei等人，2023；Zhou等人，2023）。目前认为介导这些作用的分子靶点之一是SIRT3，这是一种线粒体去乙酰化酶，参与调控能量代谢、氧化应激、炎症反应、细胞凋亡以及神经退行性病变过程（Akter等人，2023；Liu等人，2023；Lv等人，2021；Zhang等人，2024）。先前的研究已经确定HNK是一种能够激活SIRT3的药物，也有研究认为SIRT3的激活可能是HNK发挥神经保护作用的原因之一（Wang等人，2023）。
尽管已经在多种实验模型中证实了HNK的抗氧化和抗炎作用，但它对脑室内注射洋地黄毒苷所引发的兴奋性脑损伤的防护作用尚未被完全阐明。此外，针对该模型中的行为改变、线粒体功能紊乱、氧化应激、神经炎症、组织病理学改变以及与细胞凋亡相关的反应进行全面研究的文献也相对较少。因此，本研究旨在通过结合行为学、生化检测、组织病理学以及免疫组织化学等多方面的指标，探究HNK对OUA诱导的脑损伤的神经保护作用。
章节要点
动物伦理规范
本研究是按照卡拉布克大学动物实验地方伦理委员会的指导原则开展的（实验方案编号为2024/11/25）。实验用大鼠是从卡拉布克大学实验医学应用与研究中心（DETUM）获取的，所有实验都在该中心按照伦理委员会规定的方案进行。
动物处理与实验设计
共50只体重在225到250克之间的成年雄性Wistar大鼠被分为五组（每组10只）：第一组为对照组，该组由
强迫游泳试验评估
在单次注射OUA七天后，这些大鼠表现出游泳活动增多、静止时间减少的特征，这些表现都属于过度兴奋的表现。在本研究中，注射OUA后会降低大鼠的静止时间，同时增加它们的游泳和攀爬时间。实验结果表明，给大鼠服用霍诺基醇后，它们的游泳和攀爬时间会缩短，而静止时间则会延长（见图1）。
Na+/K+-ATP酶活性评估
已有研究表明，将OUA应用于
讨论
许多神经退行性疾病共有的神经退行机制包括氧化应激、线粒体功能紊乱以及兴奋毒性（Shevtsova等人，2026）。活性氧的过量产生会加剧谷氨酸信号传导的失衡，从而形成神经元损伤和胶质细胞功能障碍的恶性循环，这一循环又会进一步通过兴奋毒性机制加重神经元损伤（Silva-Hucha等人，2026）。通过实验方式引入兴奋毒性物质
伦理审批与参与者同意声明
本研究的伦理审批已获得卡拉布克大学动物实验地方伦理委员会的批准（实验方案编号为2024/11/25）。
未标注引用来源的参考文献
（Van der Stelt等人，2001）
资金支持情况
作者声明，本研究没有获得任何财务资助。
CRediT作者贡献说明
Feyza Basak：验证、研究、正式分析。Mehmet Demir：初稿撰写、项目管理、方法设计、研究工作、正式分析。Sarab Hayder Weli Weli：研究工作、正式分析。Tansu Kusat：验证、研究工作、正式分析。
利益冲突声明
作者声明自己没有任何已知的、可能影响本文研究结果的财务利益关联或个人关系。
Mehmet Demir|Feyza Basak|Tansu Kusat|Sarab Hayder Weli Weli
