醛糖还原酶在脑缺血中调节小胶质细胞内质网自噬和铁自噬的机制研究

摘要

目的：脑缺血是危害人类健康的重大疾病，小胶质细胞过度的炎症反应参与了脑缺血损伤，但目前临床上仍缺乏有效的药物。醛糖还原酶（AR）是多元醇途径的限速酶，既往研究发现AR参与氧化应激、炎症反应等，且抑制AR对脑缺血有改善作用。然而，抑制AR是否对抗脑缺血中小胶质细胞介导的炎症反应目前尚不清楚。本研究拟从体内外角度考察AR的抑制剂Sorbinil对抗脑缺血导致的神经炎症的具体作用与机制。方法：①在小鼠上建立脑缺血体内模型MCAO/R，给予Sorbinil，考察小鼠脑损伤程度及缺血半暗带区的AR表达水平。②在体外小胶质细胞上建立OGD/R模型，给予Sorbinil考察炎症指标、内质网应激水平。在细胞上敲低AR，考察对炎症反应的影响。③检测自噬相关蛋白的表达、溶酶体荧光强度，转染mCherry-GFP-LC3双标质粒评估细胞自噬流，考察Sorbinil对小胶质细胞内质网自噬的影响。④检测铁死亡指标和铁自噬蛋白的变化，考察Sorbinil对小胶质细胞铁自噬的影响，最后在小鼠上进行验证。结果：④ Sorbinil能够恢复MCAO/R小鼠运动、感觉功能，减少脑梗死面积。② Sorbinil可以降低OGD/R后小胶质细胞的iNOS、IBA1表达，降低IL-1β水平；此外，也减少IRE1α, elF2α的磷酸化。表明Sorbinil缓解脑缺血后神经炎症与内质网应激。③ Sorbinil降低造模后LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比例、p-ULK1的表达，抑制溶酶体激活，并且增加SQSTM1水平。Sorbinil减少内质网应激引起的内质网自噬。④ Sorbinil减轻铁死亡水平，减少铁自噬蛋白NCOA4的升高，恢复铁蛋白FTH1表达，说明铁自噬被Sorbinil所抑制。敲低FTH1阻断了Sorbinil对抗神经炎症的作用，意味着FTH1参与Sorbinil对抗神经炎症的过程。⑤动物体内实验证实Sorbinil抑制MCAO/R后小鼠内质网自噬、铁自噬，缓解神经炎症。结论：脑缺血中，抑制AR通过缓解缺血再灌注导致的内质网应激-内质网自噬-铁自噬来改善小胶质细胞引起的神经炎症，从而减少神经损伤。

关键词

脑缺血 / 小胶质细胞 / 醛糖还原酶 / 铁自噬