抑制NKCC1/AQP4通路对改善高原脑水肿大鼠神经损伤的作用

摘要

目的 探究高原脑水肿（high-altitude cerebral edema, HACE）的发病机制，开发新型治疗策略。方法 选取6周龄SD雄性大鼠，置于低压舱内，并选定7 000 m海拔处理3 d为造模条件，通过测量脑含水量、血脑屏障（blood-brain barrier, BBB）破坏程度、脑组织尼式染色，评估高原脑水肿大鼠模型的建立是否成功。将实验动物分为4组，每组28只。空白对照组于常压常氧模拟500 m海拔3 d；模型组（HACE组）、布美他尼组（阳性对照组）、XH-6003药物组置于7 000 m海拔，于尾静脉分别注射生理盐水、布美他尼和新型钠钾氯协同转运蛋白-1(Na-K-2Cl cotransporter 1, NKCC1)抑制剂XH-6003，每日2次，共3 d。3 d后出舱检测。主要结局指标为脑含水量、血脑屏障通透性、脑组织形态学变化、水通道蛋白4(aquaporin-4, AQP4)和NKCC1表达量；次要结局指标为行为学、凋亡和氧化应激指标。结果 成功建立HACE大鼠模型。与对照组相比，模型组脑含水量增加（P<0.000 1），血脑屏障破坏（P<0.000 1），出现学习记忆下降（P<0.001）和焦虑抑郁情绪（P<0.01）;qPCR结果显示模型组大鼠脑组织NKCC1和AQP4表达明显增加（P<0.01），病理结果显示模型组大鼠海马出现神经元和神经胶质细胞损伤（P<0.01）。予以NKCC1抑制剂XH-6003后，脑含水量、BBB损伤、神经元和胶质细胞损伤均有逆转（P<0.05），大鼠脑组织NKCC1和AQP4表达下降（P<0.01），凋亡相关蛋白被抑制，氧化应激指标中仅还原型谷胱甘肽（glutathione, GSH）有改善（P<0.001）。XH-6003治疗后的大鼠仅在新物体探索时间上有一定的功能改善，其他行为学结果均呈现阴性。结论 HACE伴有NKCC1/AQP4通路的激活，抑制该通路可减轻脑水肿和BBB破坏，改善神经元和神经胶质细胞损伤。XH-6003在细胞分子层面具有治疗脑水肿的潜力，但其对HACE相关行为障碍的改善效果尚需进一步探究。

关键词

高原脑水肿 / 神经损伤 / XH-6003 / NKCC1

基金资助

四川省科技厅四川省中央引导地方科技发展专项（No.2023ZYD0075）; 四川大学华西医院横向合作项目（No.HX-H2307204）资助