褪黑素激活星形胶质细胞SIRT1/NF-κB轴:缺血性脑卒中抗炎治疗新策略

《Molecular Neurobiology》:Melatonin Attenuates the Inflammatory Response of Astrocyte Following Ischemia Stroke through SIRT1/NF-κΒ Signaling Pathway

【字体: 时间:2025年11月20日 来源:Molecular Neurobiology 4.3

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  为破解再灌注后炎症级联加剧难题,团队聚焦星形胶质细胞,证实预防性褪黑素通过上调SIRT1去乙酰化NF-κB p65,显著缩小tMCAO/R大鼠梗死灶并改善神经功能,为IS提供可转化的抗炎-神经保护双效方案。

  
脑卒中犹如“大脑停电”,每延迟1分钟就有190万神经元凋亡。尽管溶栓可快速“恢复供电”,却常因再灌注风暴触发二次损伤——星形胶质细胞(astrocyte)被异常激活,释放TNF-α、IL-1β等“炎症弹幕”,扩大梗死区。既往研究多聚焦小胶质细胞,而占据胶质细胞90%的astrocyte在缺血-再灌注(I/R)中的角色仍像“黑箱”。更棘手的是,临床尚缺靶向astrocyte的抗炎神经保护剂。褪黑素(melatonin)作为“夜间激素”虽被证实可减轻小鼠脑梗死,但其对astrocyte炎症开关的作用及分子靶点仍是空白。
为回答“褪黑素能否及如何关闭astrocyte炎症开关”,Hao Zhuang等构建tMCAO/R大鼠与OGD/R原代astrocyte双模型,系统评估预防性褪黑素的抗炎-神经保护效应。研究发现:褪黑素提前一周腹腔注射(50 mg/kg)可显著提升SIRT1表达,借助其去乙酰化酶活性抑制NF-κB p65乙酰化与核转位,阻断炎症基因转录,使梗死体积缩小42%,mNSS评分下降38%;体外100 μM褪黑素即可在12 h再灌注点将astrocyte的iNOS、COX2蛋白水平分别下调56%与48%,并减少ROS生成。该论文2025年11月19日在线发表于《Molecular Neurobiology》,首次揭示“褪黑素-SIRT1-p65去乙酰化”轴是astrocyte炎症刹车的关键机制,为缺血性脑卒中(ischemic stroke, IS)提供可临床转化的联合干预新靶点。
关键技术:tMCAO/R模型联合激光散斑脑血流监测;原代astrocyte OGD/R模型;SIRT1过表达与siRNA转染;Co-IP验证SIRT1-p65相互作用;分子对接预测结合位点;免疫荧光共定位;Western blot/ELISA检测炎症蛋白与细胞因子;DCFH-DA探针测ROS。
研究结果
褪黑素减轻tMCAO/R模型脑损伤:TTC染色显示褪黑素组梗死体积显著缩小,H&E示空泡化比率下降,mNSS评分降低。
褪黑素抑制astrocyte炎症激活:免疫荧光与Western blot示iNOS、COX2及TNF-α、IL-1β、IL-6表达均下调。
褪黑素恢复SIRT1表达:在体与体外I/R后SIRT1蛋白水平下降,褪黑素呈剂量依赖性回升。
褪黑素减少ROS生成:下调NOX4表达,DCFH-DA荧光减弱。
SIRT1过表达模拟褪黑素效应:OE-SIRT1降低iNOS/COX2及p65乙酰化水平;siSIRT1逆转褪黑素抗炎作用。
SIRT1与p65直接互作:分子对接与Co-IP证实两者结合,OGD/R后结合减弱、乙酰化p65增多,褪黑素可恢复结合并降低乙酰化。
结论与讨论
研究证实“褪黑素→SIRT1↑→p65去乙酰化→NF-κB失活”是astrocyte炎症刹车的核心轴心,补充了IS再灌注损伤中astrocyte-centric机制空白,为开发靶向SIRT1的卒中预防-治疗联合方案奠定实验基础。未来需验证血脑屏障完整性及长期功能修复,以推动褪黑素衍生物进入临床转化。
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