《CNS Neuroscience & Therapeutics》:Taohe Chengqi Decoction Attenuates Cognitive Impairment in Experimental Sepsis-Associated Encephalopathy
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**目的:** 脓毒症相关脑病(SAE)是一种以全身感染诱导的认知功能障碍为特征的临床病症。本研究旨在评估桃核承气汤(THCQ)对SAE的作用。
**方法:** 在盲肠结扎穿刺(CLP)手术前,研究人员对大鼠给予不同剂量(从低到高)的THCQ。对脓毒症大
**目的:** 脓毒症相关脑病(SAE)是一种以全身感染诱导的认知功能障碍为特征的临床病症。本研究旨在评估桃核承气汤(THCQ)对SAE的作用。
**方法:** 在盲肠结扎穿刺(CLP)手术前,研究人员对大鼠给予不同剂量(从低到高)的THCQ。对脓毒症大鼠的存活率、认知功能障碍、皮层或海马组织损伤以及肠道通透性进行了评估。大鼠肠道微血管内皮细胞暴露于脂多糖,并与脉络丛内皮细胞共培养。
**结果:** THCQ减轻了脓毒症大鼠的SAE症状,并减少了脑及海马损伤。THCQ降低了肠道通透性,并通过体循环阻止了血-脑脊液屏障(BCSFB)的破坏。THCQ抑制了DUSP6的表达,而实验性过表达DUSP6则加剧了肠道屏障破坏并增加了BCSFB通透性。DUSP6与FOXO1之间的相互作用介导了FOXO1的去磷酸化,增加了其核转位。抑制FOXO1可逆转DUSP6过表达对SAE的影响。
**结论:** 通过调节DUSP6/FOXO1信号通路,THCQ在SAE大鼠模型中显示出对肠道和BCSFB完整性的保护作用,这些作用与认知结局的改善相关。这些发现提供了具有潜在相关性的鼓舞人心的临床前证据。
**论文解读文章**
**一、研究背景与问题**
脓毒症相关脑病(SAE)是脓毒症常见的严重神经系统并发症,以弥漫性脑功能障碍为特征,常表现为谵妄、记忆和语言缺陷,甚至昏迷,严重威胁患者生命。SAE的病理机制复杂,涉及神经炎症、血脑屏障(BBB)破坏伴内皮/小胶质细胞激活、脑微循环改变及神经递质异常等。目前SAE缺乏循证诊断标准,临床管理主要依靠对症和支持治疗。因此,寻找能够改善SAE认知功能、保护脑屏障的新型治疗策略具有重要意义。近年来,中药因其多靶点、低毒副作用的特点成为SAE治疗的潜在选择。桃核承气汤(THCQ)由桃仁、大黄、桂枝、炙甘草和芒硝五味中药组成,既往研究表明其具有抗炎、减轻肾纤维化、降低脓毒症小鼠死亡率及心肌损伤等作用。然而,THCQ能否通过调节肠道通透性进而影响血-脑脊液屏障(BCSFB)来改善SAE,尚不清楚。本研究旨在探讨THCQ对SAE认知障碍的保护作用及其潜在分子机制。
**二、研究内容与结论**
研究人员首先建立大鼠盲肠结扎穿刺(CLP)脓毒症模型,并给予不同剂量THCQ预处理,评估其行为学、脑组织病理、BBB完整性及肠道通透性。结果显示,中、高剂量THCQ显著提高脓毒症大鼠存活率,改善Morris水迷宫和旷场试验中的学习记忆能力,减轻皮层和海马组织病理损伤、神经元凋亡及神经炎症。THCQ还通过抑制肠道屏障破坏,降低肠系膜微血管通透性,减少血液D-乳酸水平,并抑制脉络丛(CP)血管屏障破坏,从而降低脑脊液(CSF)中炎症因子水平。体外实验中,THCQ可抑制脂多糖(LPS)诱导的大鼠肠道微血管内皮细胞(RIMECs)通透性增加,并改善其条件培养基对脉络丛内皮细胞(RChPECs)的损伤。转录组测序及生物信息学分析发现,DUSP6是THCQ的关键靶基因,且在CLP大鼠肠道组织中表达上调,THCQ可抑制其表达。在体实验过表达DUSP6可逆转THCQ的保护作用,加重认知障碍、脑损伤及肠道和BCSFB破坏。机制研究表明,DUSP6与FOXO1存在蛋白相互作用,DUSP6通过使FOXO1在Ser256位点去磷酸化,促进其核转位和转录活性,而抑制FOXO1活性(AS1842856)可逆转DUSP6过表达的不良效应。综上,THCQ通过抑制DUSP6/FOXO1信号通路,保护肠道和BCSFB完整性,从而减轻SAE大鼠的认知功能障碍。
**三、主要技术方法**
本研究主要采用以下关键技术方法:① 大鼠CLP脓毒症模型构建,模拟临床SAE;② Morris水迷宫和旷场试验评估认知功能;③ Evans蓝染色、FITC-葡聚糖通透性测定检测BBB及BCSFB通透性;④ 苏木精-伊红(HE)染色、尼氏染色、TUNEL凋亡检测评估脑组织病理;⑤ 蛋白质印迹(Western blot)、免疫荧光、免疫组化检测蛋白表达和定位;⑥ 转录组测序(RNA-Seq)及KEGG通路富集分析筛选靶基因;⑦ 体外细胞实验采用大鼠肠道微血管内皮细胞(RIMECs)和原代提取的脉络丛内皮细胞(RChPECs)共培养体系;⑧ 腺相关病毒(AAV)介导的DUSP6过表达、CRISPR基因敲除及小分子抑制剂AS1842856干预验证分子机制;⑨ 免疫共沉淀(Co-IP)、双荧光素酶报告基因检测蛋白相互作用及转录活性。动物实验经中国中医科学院西苑医院医学伦理委员会批准(批准号:2025XLC095)。
**四、研究结果**
**3.1 THCQ减轻SAE大鼠认知功能障碍**:通过Morris水迷宫和旷场试验,证实中、高剂量THCQ显著缩短脓毒症大鼠的逃避潜伏期和游泳距离,增加平台象限停留时间及旷场中心区域停留时间,且不影响假手术组大鼠行为学表现。
**3.2 THCQ减轻BBB破坏和神经损伤**:Evans蓝染色显示THCQ降低脑通透性,Western blot检测紧密连接蛋白Occludin、Claudin-5、ZO-1表达上调。HE和尼氏染色显示THCQ减轻皮层和海马神经元萎缩、炎性浸润及尼氏体丢失。TUNEL及凋亡蛋白检测证实THCQ抑制神经元凋亡,并减少小胶质细胞(iBA1+)和星形胶质细胞(GFAP+)浸润,降低脑组织IL-6、TNF-α、IL-1β及ICAM-1、VCAM-1水平。
**3.3 THCQ抑制肠道屏障破坏并减轻BCSFB损伤**:KEGG富集分析显示THCQ靶基因富集于炎症性肠病通路。THCQ改善肠道绒毛水肿、炎性浸润和黏膜脱落,降低肠系膜微血管FITC-BSA通透性,上调肠道紧密连接蛋白,降低血液D-乳酸和VEGFA表达。同时,THCQ减少CSF中70 kDa FITC-葡聚糖渗漏和炎症因子含量,恢复CP中CD31表达,表明其保护BCSFB完整性。
**3.4 THCQ在体外抑制肠道-CP血管屏障通透性损伤**:THCQ可逆转LPS诱导的RIMECs活力下降和通透性增加,抑制PV-1表达和炎症因子释放,恢复Occludin、ZO-1和CD31表达。RIMECs条件培养基(CM)可影响RChPECs,THCQ处理的CM减轻了LPS诱导的RChPECs通透性损伤。
**3.5 THCQ对肠道屏障的保护作用与DUSP6抑制相关**:转录组测序结合HERB数据库靶基因交集分析,发现DUSP6的差异表达倍数最大(LogFC=-5.43)。CLP大鼠肠道和LPS处理的RIMECs中DUSP6表达上调,THCQ可抑制其表达。
**3.6 DUSP6过表达损害THCQ的保护作用并加剧BCSFB破坏**:使用AAV-TIE1启动子特异性过表达内皮细胞DUSP6后,THCQ改善认知功能、减轻脑损伤的作用被逆转,肠道通透性增加,BCSFB通透性升高,CSF炎症因子增多。
**3.7 THCQ抑制DUSP6阻断FOXO1去磷酸化和核转位**:STRING数据库预测DUSP6与FOXO1相互作用,实验证实二者在RIMECs中互作。CLP大鼠肠道和LPS处理的RIMECs中FOXO1 Ser256磷酸化降低,核转位增加,THCQ可逆转。DUSP6过表达促进FOXO1去磷酸化和核转位,并增强其转录活性,而删除FOXO1 Ser256位点(ΔSer256)则消除该效应。
**3.8 抑制FOXO1活性缓解DUSP6过表达诱导的SAE症状**:给予FOXO1抑制剂AS1842856后,DUSP6过表达大鼠的认知障碍、脑组织病理损伤、神经元凋亡及炎症因子水平均得到改善,肠道通透性和BCSFB损伤也减轻。
**3.9 抑制FOXO1活性减轻RIMECs和RChPECs通透性**:在细胞水平,AS1842856逆转DUSP6过表达导致的细胞活力降低、通透性增加、炎症因子释放及CD31下降。RChPECs共培养实验同样证实FOXO1抑制的保护作用。此外,CRISPR敲除DUSP6进一步增强THCQ的疗效。
**五、讨论与结论**
本研究首次证明THCQ通过抑制DUSP6/FOXO1信号通路,减轻肠道通透性破坏和BCSFB损伤,进而改善脓毒症大鼠认知障碍。既往研究多关注BBB在SAE中的作用,而BCSFB作为脑屏障的重要组成部分常被忽视。本研究揭示了肠道-脉络丛轴在SAE病理中的关键作用,为中药多靶点干预提供了新视角。机制上,DUSP6使FOXO1去磷酸化促进其核转位,导致下游炎症和屏障破坏基因转录,THCQ通过抑制DUSP6阻断这一恶性循环。研究存在局限性:使用大鼠CLP模型,与人类SAE病理存在差异;肠道菌群等可能的因果中介因素未深入探索。但总体而言,THCQ作为经典方剂,具有良好安全性,其调节DUSP6/FOXO1信号、保护肠-脑屏障的发现为SAE的临床治疗提供了有前景的临床前证据。结论部分指出,THCQ给药在SAE大鼠模型中显著减轻认知功能障碍,其保护作用与调节DUSP6/FOXO1信号、增强肠道屏障和BCSFB完整性相关。该研究发表于《CNS Neuroscience》。