4-羟基肉桂酸在实验性糖尿病神经病变中对 Kv7 通道的调节

《Neuroscience Letters》：Kv7 channel modulation by 4-hydroxycinnamic acid in experimental diabetic neuropathy

　　

**摘要**

**目的**
本研究评估了 p-香豆酸在糖尿病神经病变挑战性条件下的影响，重点关注 Kv7 通道介导的机制。

**方法**
大鼠通过静脉注射 STZ (50 mg/kg, n = 8) 诱导糖尿病。p-香豆酸 (25、50 或 100 mg/kg) 经口给予 28 天。行为测试包括 von Frey 和 Hargreaves 试验。测量多个时间点的血糖水平。收集初级背根神经节神经元，用于全细胞膜片钳记录以评估 M 型 (Kv7) K+ 电流。利用 RT-PCR 定量 KCNQ2 和 KCNQ5 mRNA 表达。

**关键发现**
p-香豆酸呈剂量依赖性降低血糖，其中 50 mg/kg 组提供最佳效果。所有剂量均显著改变了机械和热过敏。在 50 mg/kg 时，它增加了 M 型 K+ 电流密度和幅度并增强了 Kv7 激活。RT-PCR 显示通道 mRNA 表达增加。

**结论**
p-香豆酸呈剂量依赖性降低高血糖，改变异常疼痛和痛觉过敏，并增强背根神经节神经元中 M 型 Kv7 功能。通过增强 Kv7 电流密度、激活和 mRNA 表达，它与 Kv7 通道活性的变化相关，这可能影响神经元兴奋性。这些发现表明，PCA 的代谢和电生理效应，包括其潜在调节 Kv7 相关机制，值得在糖尿病神经病变中进一步研究。

**意义声明**
本研究表明 p-香豆酸通过增强感觉神经元中的 Kv7 通道功能来改变糖尿病神经性疼痛，突出了 Kv7 调节作为外周神经兴奋性的关键机制和潜在治疗靶点。

**引言**

具有减轻疾病负担潜力的替代治疗选择引起了广泛关注，特别是具有良好安全性特征和易于融入日常营养的生物活性化合物。[1] 在体外和体内条件下对动物以及人类进行的研究表明，多酚类化合物可能减缓糖尿病相关并发症的进展。[2]

反式 -4-羟基肉桂酸 (p-香豆酸 / 3-[4-羟基苯基]-2-丙烯酸，PCA) 是一种因对各种疾病的有益效果和广泛的生物活性而被广泛研究的生物活性多酚，引起了极大兴趣。它表现出多种药理作用。[3], [4], [5] 几项关于亚急性和慢性应用的研究证明了其在预防糖尿病及其并发症（如肾病）方面的有效性。[6], [7], [8], [9], [10], [11] 一项研究报告称，PCA 在相当于加巴喷丁的水平上显著减轻了慢性缩窄损伤引发的神经性疼痛。[12] 另一项研究表明，它可能保护糖尿病大鼠的坐骨神经免受高血糖引起的损伤。[13]。

糖尿病神经病变 (DN) 是糖尿病的主要并发症之一，随着时间的推移，在至少 50% 的糖尿病患者中发展 [14]。本研究旨在检查 PCA 如何对链脲佐菌素 (STZ) 诱导的大鼠 DN 发挥作用。体外实验侧重于初级培养背根神经节 (DRG) 神经元，这些神经元常用于疼痛研究，并作为疼痛传递的基本组成部分。[15] 应用全细胞电生理记录和 RT-PCR 分析技术，调查 Kv7 (KCNQ) 通道的参与——疼痛传递中的神经元兴奋性调节器。[16], [17], [18], [19] 介导 M 型 K+ 电流的电压门控 Kv7 钾通道，通过稳定静息膜电位，是神经元兴奋性的关键调节器。[20], [21], [22] 在 DRG 神经元中高表达的 Kv7 通道在神经性疼痛中发挥关键作用，其功能障碍会导致神经元过度兴奋和疼痛过敏。据报道，在 STZ 诱导的糖尿病神经病变中 Kv7 通道表达发生改变，凸显这些通道作为有前途的治疗靶点 [17], [23]。

**章节摘要**

**动物和伦理声明**
已获得当地伦理委员会的伦理批准 (决定号：2024–35)。所进行的操作符合欧盟指令 2010/63/EU 以及实验室动物护理和使用的相关指南。使用雄性、10-12 周龄、体重在 250-300 g 范围内且未经药物/测试处理的 Sprague–Dawley 大鼠 (n = 8)。

**化学品和给药方案**
p-香豆酸 (购自 BLDpharm, 中国) 溶解在 0.5% 羧甲基纤维素溶液中，以 25、50 和 100 mg/kg 的剂量经口给药。

**建模大鼠的血糖水平**
如图 1 所示，评估了基线 (第 0 天)、第 3 天和第 28 天的血糖水平。双因素重复测量方差分析显示治疗有显著主效应 F3,36=3.16,p=0.0361，表明各组间血糖水平存在显著差异。时间也有显著主效应 F2,72=314.23,p<0.0001，显示血糖水平随时间变化。此外，观察到显著的治疗×时间交互作用 F6,72=2.33,p=0.0411，表明

**结论**

这项研究最显著的结果之一是 PCA 给药 28 天后血糖水平的明显、剂量依赖性降低。观察到的血糖状况改善表明，PCA 不仅对代谢控制有益，而且对降低糖尿病相关并发症的风险也有益。

目前的发现证明了用 PCA 治疗的糖尿病大鼠中与神经性疼痛相关的反应发生变化。这一观察结果与之前的报告

**CRediT 作者贡献声明**

Feyza Alyu Altinok: 写作 – 审查与编辑，写作 – 原稿，可视化，验证，项目管理，调查，资金获取，形式分析，概念化。Muhammet Burak Ac?kgul: 写作 – 审查与编辑，写作 – 原稿，调查，概念化。Yusuf Burak: 写作 – 审查与编辑，写作 – 原稿，调查，形式分析。Abderaouf Boubekka: 写作 – 审查与编辑，写作 – 原稿，调查，

**未引用参考文献**

[37]。

**利益冲突声明**

作者声明，他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本论文中报告的工作。

**致谢**

这项工作得到了阿纳多卢大学科学研究项目委员会的支持 [资助号 ID 2148 和代码 2203S021]。我们衷心感谢 Nilgün ?ztürk 教授和 Nurcan Bekta? Turkmen 教授所做的贡献。

Feyza Alyu Altinok|Muhammet Burak Ac?kgul|Yusuf Burak|Abderaouf Boubekka|Furkan Melih Alyu|Ahmed Hasan|Ilhem Dallali|Elif Kaya Tilki|Yusuf Ozturk