HDAC6抑制剂可减轻实验性蛛网膜下腔出血后的早期脑损伤，并抑制神经炎症反应

《Neurochemistry International》：HDAC6 inhibition attenuates early brain injury after experimental subarachnoid hemorrhage and suppresses neuroinflammatory responses

　　

摘要

蛛网膜下腔出血后出现的早期脑损伤与小胶质细胞引发的神经炎症密切相关，但目前有效的治疗策略仍然有限。组蛋白去乙酰化酶6在神经炎症调节中起着重要作用，但它在中风后小胶质细胞炎症激活中的作用尚不清楚。在本研究中，我们探讨了通过抑制与小胶质细胞相关的神经炎症，能否利用针对HDAC6的抑制剂减轻中风引起的早期脑损伤。我们采用了小鼠视交叉前池注血模型以及Hb刺激的原代小胶质细胞模型，来评估HDAC6靶向抑制剂13-7的效应。研究发现，中风后HDAC6的表达显著上升，且主要存在于小胶质细胞和神经元中。使用13-7处理后，小胶质细胞中的α-微管蛋白乙酰化水平上升，脑水肿减轻，神经功能缺陷得到改善，神经元凋亡也有所降低。此外，13-7还能抑制小胶质细胞的炎症激活，降低促炎基因的表达，减少脑组织中TNF-α、IFN-γ和IL-6的水平，同时提高IL-4、IL-5和IL-10的水平。在体外实验中，13-7主要是通过调节小胶质细胞介导的炎症反应来保护神经元，而非直接作用于神经元本身。从机制上看，13-7降低了Hb刺激的小胶质细胞中p-P65/P65的比例，抑制了NF-κB相关炎症基因的表达。总体而言，这些研究结果表明，通过抑制与小胶质细胞相关的神经炎症并恢复炎症细胞因子的平衡，HDAC6靶向治疗可减轻中风引起的早期脑损伤，从而改善患者的神经功能预后。抑制NF-κB信号通路可能也是13-7具有抗炎作用的原因之一，这表明HDAC6可能是治疗中风后早期脑损伤的潜在靶点。

引言

蛛网膜下腔出血是一种严重的出血性脑卒中。尽管它仅占所有脑卒中病例的约5%，但由于其发病突然、进展迅速，且致残率和死亡率都很高，因此仍是神经重症监护领域的一大难题（Claassen和Park，2022；van Gijn等人，2007）。近年来，早期脑损伤被认定为决定中风预后的关键病理阶段（Lauzier等人，2023）。早期脑损伤发生在出血后的72小时内，涉及一系列复杂的病理过程，包括血脑屏障破坏、脑水肿、氧化应激、神经炎症以及神经元凋亡（Lauzier等人，2023）。虽然目前的临床治疗手段能够实现早期动脉瘤闭合，一定程度上减少再次出血的风险，但患者的神经功能预后依然不佳。这说明，仅针对血管病变的治疗并不足以阻止早期脑损伤的进一步发展。因此，寻找能够针对早期脑损伤主要病理机制的新疗法，对于改善中风患者的预后具有重要意义。

神经炎症被认为是中风后早期脑损伤发展的主要诱因之一（Lauzier等人，2023；Shen等人，2024）。在导致中枢神经系统疾病的各种细胞因子中，小胶质细胞是中枢神经系统固有的免疫细胞群体。它们持续监测神经微环境以维持组织稳态，在病理状态下既可以发挥促炎作用，也能发挥神经保护作用（Ning等人，2025）。中风发生后，血液中的各种成分会迅速激活小胶质细胞，使其释放出白细胞介素-1β、肿瘤坏死因子-α和IL-6等促炎因子，这些因子会进一步加重神经元损伤、脑水肿以及组织破坏（Chen等人，2022；Lauzier和Athiraman，2024；Ning等人，2025）。来自老年中风模型的最新研究也表明，神经炎症与神经元损伤及认知功能障碍密切相关，同时减轻神经炎症和铁死亡现象，有望改善早期脑损伤及患者的行为功能（Chen等人，2025）。因此，抑制过度的小胶质细胞介导的神经炎症，已成为缓解中风后早期脑损伤的一种有前景的治療策略。不过，目前针对这一过程的有效药物干预手段仍然有限，而且小胶质细胞激活的上游调控机制也尚未完全明确。

乙酰化是一种重要且可逆的翻译后修饰方式，它能调控多种生物过程，包括细胞应激反应、炎症信号传导以及神经元损伤。组蛋白去乙酰化酶是一类重要的酶，它们通过去除组蛋白以及某些非组蛋白蛋白上赖氨酸位的乙酰基团，来调控蛋白质的乙酰化水平，进而影响染色质结构、蛋白质功能以及细胞内的信号传导过程（Hassig和Schreiber，1997；Wang等人，2020a、2020b）。越来越多的证据表明，在多种脑损伤模型中，抑制组蛋白去乙酰化酶具有神经保护作用（Chiu等人，2013；Chuang等人，2009）。在中风研究中，泛型组蛋白去乙酰化酶抑制剂苏贝罗伊兰尼利德羟肟酸已被证明可以通过增强KLF2的乙酰化水平并抑制NLRP1信号通路，来减轻神经细胞的铁死亡和神经炎症（Luo等人，2025）。此外，该抑制剂还能通过调节miR-340/NEK7/NLRP3信号轴，来缓解小胶质细胞的焦亡反应及炎症反应（Luo等人，2023）。另外，GCN5活性的丧失会打破乙酰化平衡，促进E2F1/Egr-1依赖性的Bim蛋白表达，进而加重中风后的神经元凋亡和早期脑损伤，而抑制组蛋白去乙酰化酶则可以部分逆转这些病理变化（Wu等人，2017）。综上所述，这些研究结果提示，乙酰化平衡的紊乱是中风后早期脑损伤发病机制的重要因素，同时也表明与组蛋白去乙酰化酶相关的信号通路是具有治疗潜力的靶点。

在组蛋白去乙酰化酶家族中，HDAC6具有独特的性质。与大多数主要位于细胞核内的组蛋白去乙酰化酶不同，HDAC6主要存在于细胞质中，它通过去乙酰化α-微管蛋白、热休克蛋白90和皮质actin等非组蛋白底物，来调控微管的稳定性、细胞内的物质运输、自噬过程以及炎症信号传导（Hubbert等人，2002）。这一独特特性使得HDAC6有可能成为连接细胞骨架功能障碍、炎症激活以及神经元损伤之间的关键分子纽带。越来越多的研究将HDAC6视为中枢神经系统疾病治疗中的潜在靶点（Rivieccio等人，2009）。在实验性脑缺血模型中，HDAC6表达水平升高与微管介导的物质运输障碍、线粒体功能异常以及神经元死亡有关（Chen等人，2012）。相反，选择性抑制或敲低HDAC6则可以减轻缺氧缺糖条件下皮层神经元的损伤，并有助于恢复小胶质细胞的正常功能状态（McAlpin等人，2022）。然而，目前关于中风的研究大多集中在泛型组蛋白去乙酰化酶抑制剂及其对铁死亡、焦亡反应和神经元凋亡的影响上，而针对HDAC6的抑制剂在缓解中风后小胶质细胞介导的炎症反应以及早期脑损伤方面的作用，还几乎未被探索过。

基于上述研究结果，我们设计并合成了由4-异丙基苯-1,3-二醇衍生的HDAC6靶向抑制剂13-7，並在中风后的早期脑损伤阶段研究了它的神经保护作用。在本研究中，我们在中风的体内和体外模型中评估了13-7的潜在神经保护效果。具体来说，我们分析了该抑制剂对神经功能缺陷、脑水肿、小胶质细胞炎症激活以及神经元凋亡的影响，同时还探讨了它与α-微管蛋白乙酰化水平及NF-κB信号通路变化之间的关系。我们的研究结果或许能为采用药物抑制HDAC6作为治疗中风后早期脑损伤的策略提供实验依据。

章节节选

动物模型与药物给药方式

8周龄的C57BL/6 J品系雄性小鼠被饲养在温度和湿度均受控制的环境中，光照时间为12小时，黑暗时间也为12小时，这些小鼠可以自由获取食物和水。13-7抑制剂被溶解在含有5% DMSO的生理盐水中。Tubastatin A则被配制成含有10% DMSO、40% PEG300、5% Tween-80以及45%生理盐水的溶液。这两种抑制剂都是通过腹腔注射的方式给予小鼠。在开展蛛网膜下腔出血实验时，13-7抑制剂的给药剂量为

13-7抑制剂可减轻中风后的早期脑损伤并改善神经功能缺陷

我们通过两种不同的腹腔注射剂量——10毫克/千克和30毫克/千克，分别在中风发生1小时和3小时后给小鼠用药，以此来检测13-7抑制剂对中风后早期脑损伤的治疗效果。研究的具体时间安排如图1B所示。在24小时时，我们分别使用改良的Garcia评分法和干重-湿重比值法来评估小鼠的神经功能状况以及脑组织的水分含量；而在72小时时，则通过转棒试验来检测小鼠的运动协调能力。与对照组相比，这两种剂量的13-7抑制剂都带来了明显的积极效果

讨论

本研究探讨了HDAC6在中风后早期脑损伤中的作用，以及13-7抑制剂所具有的潜在治疗价值。研究结果显示，中风后HDAC6的表达显著上升，与此同时NF-κB信号通路也被激活，小胶质细胞介导的炎症反应加剧，神经元损伤也会更加严重。作为HDAC6抑制剂的13-7，能够提升α-微管蛋白的乙酰化水平，抑制NF-κB相关的促炎信号传导，改善小胶质细胞介导的炎症微环境，进而

作者贡献说明

张瑞：概念设计、数据整理、正式分析、实验研究、方法学设计、初稿撰写。胡江戈：正式分析、结果验证、论文修订与编辑。蒋宇辰：正式分析、方法学设计。蒋艳丽：方法学设计、结果验证。王希豪：方法学设计。陈岩：实验研究、方法学设计、项目管理工作。张安科：资金筹集、实验研究、方法学设计、项目管理工作。童晓光：项目管理工作、研究指导。

伦理声明

本研究是按照ARRIVE（动物研究：体内实验报告规范）指南开展的。该研究已经获得了浙江大学医学院第二附属医院动物实验伦理委员会的批准。（批准编号：AIRB-2025-1666）。

数据可用性

如需获取支持本研究报告结果的原始数据，可向相应作者提出合理请求后获取。

关于写作过程中生成式人工智能及AI辅助技术的声明

在撰写本论文的过程中，作者们使用了ChatGPT（美国OpenAI公司开发）来优化文本表述。在使用该工具或服务之后，作者们对内容进行了必要的审阅和修改，并对最终发表的内容负全部责任。

资金支持

本研究得到了中国国家自然科学基金（编号：82401598）以及慢性非传染性疾病国家科技重大专项（编号：2023ZD0512800）的支持。

利益冲突声明

作者们声明，他们不存在任何可能影响本研究结果的已知财务利益关系或个人关系。

Rui Zhang|Jiangge Hu|Yuchen Jiang|Yanli Jiang|Xihao Wang|Yan Chen|Anke Zhang|Xiaoguang Tong

中国青海省西宁市青海大学临床医学院