《Nutrients》：Cordyceps Polysaccharides Attenuate Post-Ischemic Inflammatory Damage in a Rat Stroke Model with Associated Modulation of the mtDNA/NLRP3 Inflammasome-Related Pyroptosis Pathway
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背景：虫草多糖（CSP）在缺血性卒中模型中已显示出神经保护潜力，但其潜在机制尚待阐明。方法：本研究在MCAO大鼠和OGD暴露的BV-2细胞中评估了CSP的作用。结果：CSP在体内和体外模型中均显著减轻了缺血性损伤和炎症反应。机制上，CSP降低了CMPK2表达，
背景：虫草多糖（CSP）在缺血性卒中模型中已显示出神经保护潜力，但其潜在机制尚待阐明。方法：本研究在MCAO大鼠和OGD暴露的BV-2细胞中评估了CSP的作用。结果：CSP在体内和体外模型中均显著减轻了缺血性损伤和炎症反应。机制上，CSP降低了CMPK2表达，增加了TFAM水平，并减少了8-OHdG表达，提示其减轻了氧化性DNA损伤和线粒体DNA相关应激。EdU染色进一步显示，OGD诱导的DNA合成相关信号主要位于核外，支持缺血样条件下mtDNA相关改变的可能性。此外，CSP抑制了NLRP3、Caspase-1、N-GSDMD、IL-1β和IL-18的上调，并减少了OGD暴露后的LDH释放，提示其抑制了炎症小体相关的焦亡信号。结论：这些发现表明，CSP在缺血性卒中模型中的神经保护作用可能与其调节CMPK2/mtDNA/NLRP3炎症小体通路及减少焦亡有关。
**论文解读：虫草多糖通过调节CMPK2/mtDNA/NLRP3炎症小体相关焦亡通路减轻缺血性卒中后炎症损伤**
**1. 研究背景与问题**
缺血性卒中（ischemic stroke, IS）是最常见的脑血管疾病之一，也是全球第二大死亡原因，每年导致约600万人死亡，占全因死亡率的11.6%。目前，组织型纤溶酶原激活剂（tissue-type plasminogen activator, tPA）是少数获批用于急性缺血性卒中的药物之一，但其溶栓作用可能诱发再灌注损伤，导致大量白细胞浸润缺血组织，加重炎症损伤。因此，亟需开发新的治疗策略。传统中药及其生物活性成分作为潜在治疗候选受到越来越多的关注。虫草多糖（Cordyceps polysaccharides, CSP）是冬虫夏草（*Cordyceps sinensis*）中含量丰富且被广泛研究的生物活性成分，已有研究表明其在缺血性卒中模型中通过减轻神经炎症、氧化应激和凋亡发挥有益作用，但精确的分子机制尚未完全阐明。线粒体功能障碍是缺血性卒中发病机制中的关键因素，线粒体DNA（mitochondrial DNA, mtDNA）在应激条件下可作为损伤相关分子模式（damage-associated molecular pattern, DAMP）启动并放大炎症信号。胞苷/尿苷单磷酸激酶2（CMPK2）是线粒体定位的限速酶，参与炎症相关的新生mtDNA合成；转录因子A线粒体（TFAM）将mtDNA包装成核仁结构，限制其暴露并减少氧化损伤。缺血刺激下，CMPK2表达上调，促进mtDNA合成，同时线粒体活性氧（mtROS）增加，导致新合成的mtDNA被氧化形成氧化型mtDNA（Ox-mtDNA），后者释放至胞质激活NLRP3炎症小体，引发焦亡（pyroptosis）。本研究旨在探讨CSP是否通过调节CMPK2/TFAM/mtDNA/NLRP3炎症小体通路减轻缺血性脑损伤。
**2. 研究内容与结论**
研究人员采用大脑中动脉闭塞（middle cerebral artery occlusion, MCAO）大鼠模型和氧糖剥夺（oxygen-glucose deprivation, OGD）暴露的BV-2小胶质细胞模型，评价CSP的神经保护作用。研究分为假手术组（Sham）、MCAO组、MCAO+CSP组（1 g/kg灌胃）和MCAO+NXT组（1 g/kg，阳性对照脑心通胶囊）。在体实验评估了神经功能评分（mNSS）、转角实验、激光散斑血流成像、TTC染色、脑含水量、脑指数、H&E染色、尼氏染色及免疫组化（IHC）检测Iba1、8-OHdG、NLRP3表达；体外实验采用CCK-8检测细胞活力、EdU染色评估DNA合成、ELISA检测8-OHdG、LDH释放检测细胞损伤，以及Western blot检测CMPK2、TFAM、NLRP3、Caspase-1、N-GSDMD、IL-1β、IL-18蛋白表达。结果显示：CSP显著改善MCAO大鼠神经功能、减小脑梗死体积、恢复脑血流、减轻脑水肿，并改善组织病理损伤；同时抑制小胶质细胞过度活化，降低8-OHdG表达，下调CMPK2、上调TFAM。在BV-2细胞中，CSP同样减轻OGD诱导的细胞损伤，降低CMPK2、增加TFAM，减少8-OHdG和LDH释放，并抑制NLRP3炎症小体相关蛋白及炎症因子表达。结论：CSP的神经保护作用可能与其调节CMPK2/mtDNA/NLRP3炎症小体通路及抑制焦亡有关。
**3. 主要技术方法**
研究使用了以下关键技术方法：①MCAO大鼠模型制备（线栓法）及OGD细胞模型建立；②神经行为学评估（mNSS评分、转角实验）；③激光散斑对比成像检测脑血流；④TTC染色测定脑梗死体积；⑤H&E和尼氏染色观察组织病理；⑥免疫组化检测Iba1、8-OHdG、NLRP3表达；⑦CCK-8法检测细胞活力；⑧EdU染色评估DNA合成；⑨ELISA检测8-OHdG水平；⑩LDH释放实验；?Western blot检测蛋白表达。样本来源：雄性Sprague-Dawley大鼠（180-220 g）购自北京斯贝福生物技术有限公司，动物实验经北京中医药大学动物伦理委员会批准（BUCM20250910-009）。
**4. 研究结果**
**4.1 CSP改善缺血性脑损伤后的神经功能和组织病理损伤**
通过mNSS评分和转角实验，MCAO组神经功能缺损明显，CSP和NXT治疗显著降低mNSS评分和右侧转向频率，改善感觉运动不对称。H&E和尼氏染色显示，CSP减轻了缺血半暗带皮质细胞萎缩、排列紊乱和神经元坏死，增加尼氏体数量。
**4.2 CSP减小脑梗死体积并改善脑血流**
TTC染色显示MCAO组梗死体积显著增加，CSP和NXT显著减小梗死体积。激光散斑成像显示MCAO组同侧脑血流降低，CSP和NXT显著提高脑血流。同时，CSP和NXT降低了脑含水量和脑指数，减轻脑水肿。
**4.3 CSP通过CMPK2改善小胶质细胞线粒体功能障碍**
免疫组化显示MCAO组缺血半暗带Iba1阳性细胞数量和密度增加，CSP显著减少Iba1阳性细胞。8-OHdG阳性区域和细胞百分比在MCAO组显著升高，CSP显著降低。Western blot显示MCAO组CMPK2表达上调，TFAM表达下调，CSP处理逆转了这些变化，提示CSP改善线粒体功能障碍。
**4.4 CSP减轻OGD诱导的BV-2细胞损伤**
光学显微镜下OGD组细胞极化明显，CSP组极化减少。CCK-8显示OGD降低细胞存活率，5% CSP血清浓度效果最佳。EdU染色显示OGD诱导的EdU信号主要分布在核外，CSP减少总EdU荧光强度。ELISA显示OGD组8-OHdG升高，CSP降低。Western blot证实CSP降低CMPK2、升高TFAM。
**4.5 CSP通过抑制NLRP3炎症小体介导的焦亡减轻大鼠脑缺血损伤**
免疫组化显示MCAO组NLRP3阳性区域和细胞增加，CSP显著减少。Western blot显示MCAO组NLRP3、Caspase-1、N-GSDMD、IL-1β、IL-18表达升高，CSP显著降低这些蛋白水平。
**4.6 CSP通过抑制NLRP3炎症小体介导的焦亡减轻BV-2细胞损伤**
与体内结果一致，OGD组BV-2细胞中NLRP3、Caspase-1、N-GSDMD、IL-1β、IL-18表达升高，CSP处理显著降低。LDH释放在OGD后增加，CSP降低LDH，表明CSP减轻焦亡相关细胞损伤。
**5. 讨论与结论**
讨论部分指出，CSP可能通过抑制CMPK2介导的mtDNA合成相关变化、改善TFAM依赖的mtDNA稳定性，减少氧化型mtDNA的产生和释放，从而抑制NLRP3炎症小体激活和焦亡。研究还存在局限性：CSP直接靶向CMPK2/TFAM通路的因果证据不足，mtDNA损伤和释放的证据为间接性，且部分体内机制分析使用全脑组织而非分离的小胶质细胞。结论部分：CSP治疗与实验性缺血性卒中的神经保护和抗炎作用相关，伴随CMPK2表达降低和TFAM表达增加，提示可能改善线粒体DNA维持，减少氧化型mtDNA相关炎症信号并抑制NLRP3炎症小体介导的焦亡。这些发现支持CSP在缺血性卒中中的治疗潜力，但需进一步研究明确机制。论文发表于《Nutrients》。
