毛蕊异黄酮抑制NLRP3介导的焦亡通路改善脑缺血再灌注血脑屏障损伤

摘要

目的：缺血性脑卒中是一种常见重大神经系统疾病，其治疗仍面临严峻挑战。脑缺血再灌注损伤（CIRI）所引起的血脑屏障（BBB）破坏，是导致缺血性脑卒中神经损伤的关键因素。毛蕊异黄酮（calycosin）作为一种天然异黄酮类植物雌激素，具有抗氧化、抗炎等多种药理学活性，但其对CIRI后BBB损伤的保护作用及机制尚未明确。本研究旨在系统评价毛蕊异黄酮对CIRI诱导的BBB损伤的保护效应，并深入探讨其分子机制，以期为缺血性脑卒中提供潜在治疗策略。方法：采用大脑中动脉闭塞（MCAO）大鼠模型模拟体内CIRI，并利用氧糖剥夺/复氧（OGD/R）处理的bEnd.3脑微血管内皮细胞构建体外缺血模型。通过大鼠神经功能评分、脑含水量测定、TTC染色和HE染色等检测神经功能和脑组织的损伤情况、依文思蓝尾静脉注射评估大鼠BBB完整性。在bEnd.3细胞OGD/R模型中，进一步检测bEnd.3细胞通透性、细胞活力及紧密连接蛋白（ZO-1、occludin、claudin-5）等表达。采用Western blot和ELISA等方法检测焦亡相关蛋白（HMGB1、NLRP3、caspase-1、GSDMD、N-GSDMD、IL-18）及炎症因子（HMGB1、IL-1β、IL-18）的表达与释放。结果：毛蕊异黄酮可显著改善CIRI后的BBB损伤。动物实验显示，毛蕊异黄酮能降低MCAO模型大鼠神经功能缺陷评分、脑水含量和梗死体积；分子实验表明，毛蕊异黄酮抑制了NLRP3炎症小体介导的细胞焦亡，下调HMGB1、NLRP3、caspase-1、GSDMD、N-GSDMD及IL-18的表达，并减少HMGB1、IL-1β和IL-18的释放。同时，毛蕊异黄酮上调紧密连接蛋白（ZO-1、occludin、claudin-5）表达，并降低MMP-9和AQP-4水平，从而增强BBB完整性。细胞实验也验证了其对OGD/R诱导的bEnd.3内皮细胞损伤的保护作用，包括改善细胞活力、抑制焦亡及炎症反应等。分子对接与动力学模拟进一步表明，毛蕊异黄酮能以高亲和力稳定结合于NLRP3蛋白，提示其可能作为潜在的NLRP3抑制剂发挥神经保护效应。结论：毛蕊异黄酮可通过抑制NLRP3介导的细胞焦亡通路及调节紧密连接蛋白的表达，显著减轻CIRI诱导的BBB损伤，为缺血性脑卒中的药物研发提供实验依据。

关键词

脑缺血再灌注损伤 / 血脑屏障 / NLRP3介导的焦亡 / 毛蕊异黄酮 / 神经保护作用

基金资助

国家自然科学基金地区科学基金项目(No.82260711)