【摘 要】
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目的 研究二甲双胍(metformin,Met)调节细胞自噬和焦亡保护脑缺血再灌注损伤(CIRI)的机制.方法 采用线栓法阻塞SD大鼠大脑中动脉2h后再灌注制备CIRI模型.分两组实验,第1组:采
【机 构】
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浙江工业大学绿色制药协同创新中心,杭州310014;浙江省食品药品检验研究院,杭州310052;浙江省食品药品检验研究院,杭州310052;浙江工业大学绿色制药协同创新中心,杭州310014
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目的 研究二甲双胍(metformin,Met)调节细胞自噬和焦亡保护脑缺血再灌注损伤(CIRI)的机制.方法 采用线栓法阻塞SD大鼠大脑中动脉2h后再灌注制备CIRI模型.分两组实验,第1组:采用3个剂量的Met(50、100、200 mg· kg-1·d-1,ig)进行Met药效学和血糖评价.第2组:Met对损伤脑组织的细胞自噬和焦亡影响,采用腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)抑制剂化合物C(compound C,Cc,20 mg·kg-1·d-1,ip)、自噬抑制剂三甲基腺嘌呤(3-MA,200 mmol· L-12μL·只-1,icy),caspase-1抑制剂Z-YVAD-FMK(Z-YVAD,8μg·kg-12 μL·只-1,icy)分别阻断AMPK通路、自噬和细胞焦亡,考察Met对这些通路和脑损伤的影响.采用Zea-Longa评分评价神经功能,水迷宫实验考查大鼠记忆情况,TTc染色检测脑梗死体积,HE染色观察受损脑组织病理变化,Western blot测定受损脑组织AMPK、p-AMPK、微管相关蛋白1轻链3(LC3-Ⅰ、LC3-Ⅱ)、选择性自噬接头蛋白(p62)、炎症小体NLRP3、pro-caspase-1、半胱氨酸蛋白酶-1(caspase-1)的表达.结果 各剂量的Met均使CIRI大鼠的神经功能评分降低,记忆力改善,脑梗死体积减小,脑神经元坏死数降低,对血糖没有影响.Met预处理能显著激活脑中AMPK通路(AMPK表达升高)和自噬活性(LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ升高,p62的表达降低),该效应被Cc抑制,提示Met所致自噬活性升高由AMPK所介导.用3-MA可阻断Met引起的自噬活性和脑损伤缓解作用,对AMPK表达没有影响,说明Met通过自噬发挥保护作用.CIRI大鼠高表达的caspase-1被Z-YVAD阻断,Met与其联用后进一步加强这个作用.说明Met通过抑制炎症小体表达来抑制细胞焦亡.结论 Met对缺血再灌注脑损伤有保护作用,其作用机制包括激活AMPK通路,促进细胞自噬,通过自噬去除损伤的线粒体,减少了损伤的线粒体引起的NLRP3炎症小体活化导致的细胞焦亡,从而对缺血再灌注脑损伤起到保护作用.
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