基于内质网应激探讨淫羊藿苷调控缺血性中风炎症反应的作用机制

inflammation induces neuronal death, which runs through the development of cerebral ischemia and reperfusion. An increasing number of clinical data indicate that inflammation in patients after stroke is closely associated with high stroke mortality and disability. Endoplasmic reticulum stress (ERS) is the state that the physiological function of cells is disturbed by ischemia reperfusion. Recent studies have found that the classical signaling pathway of ERS, IRE1 alpha - XBP1, may play an important role in regulating inflammatory response. Icariin (Icariin, ICA) is one of the main active ingredients of epimedium, our previous studies found that ICA showed a strong anti-inflammatory effect on the brain ischemia reperfusion model in vivo and in vitro. Whether ICA can affect IRE1 - XBP1 signaling pathway has not yet been reported in literature. This paper from two aspects of in vivo and in vitro, to study whether ICA can through the intervention of IRE1α-XBP1 signaling pathway, thereby inhibiting the activation of downstream factor of NLRP3 inflammasome /caspase-1/IL-1β, and in turn reducing inflammatory reaction induced neuronal injury during cerebral ischemia/reperfusion.

炎症反应贯穿了脑缺血再灌注病理发展的始终，是导致神经元死亡的主要原因之一。越来越多的临床数据表明， 患者中风后炎症与较高的中风死亡率和致残率有密切联系。内质网应激是缺血再灌注诱导的使细胞生理功能发生紊乱的一种状态。最近研究发现，内质网应激的经典信号通路IRE1α- XBP1可能在调控炎症反应上起重要作用。淫羊藿苷（Icariin，ICA）是淫羊藿的主要活性成分之一，本课题组前期实验发现ICA在体内外脑缺血再灌注模型中均有很好的抗炎作用。ICA是否可通过IRE1α- XBP1信号通路产生作用尚未见文献报导。本课题拟从在体和离体两方面，研究ICA是否能通过干预IRE1α- XBP1信号通路，进而抑制下游因子NLRP3炎体小体/caspase-1/IL-1β的激活，从而减轻脑缺血再灌注期间炎症反应对神经元的损伤作用。

淫羊藿苷（ICA）在体内外脑缺血再灌注模型中均有很好的抗炎作用。ICA是否可通过IRE1α- XBP1信号通路产生作用尚不清楚。本课题从在体和离体两方面，研究ICA对IRE1α- XBP1信号通路的干预作用。研究结果表明，在体实验：缺血2h再灌注24h，模型组的死亡率、神经功能评分、脑含水量、脑梗死面积远高于假手术组（P<0.01），ICA治疗组能明显改善动物模型的上述指标，衣霉素（TM）则相反。再灌注72h，低剂量组与中剂量组与模型组有统计学差异，且中剂量治疗效果优于低剂量组。再灌注7d，除假手术组外，其余组的脑含水量均下降，模型组与给药组没有显著性差异。再灌注24h，模型组大鼠小胶质细胞Iba1活化量和脑细胞凋亡显著增加，内质网应激-炎症通路相关蛋白、凋亡相关蛋白，炎症因子：p-IRE1α/IRE1α、p-PERK/PERK、TXNIP、Caspase-1、NLRP3炎症小体、TRAF2、Cleaved Caspase-3、Cleaved Caspase-12、IL-1β、IL-6和TNF-α水平上升(P<0.01)，ICA显著降低上述因子的表达，TM则相反。离体实验：模型组神经元活力显著下降（P<0.05），细胞凋亡显著增加（P<0.05）， 神经元和小胶质细胞的IRE1α、 XBP1u、 XBP1s 、NLRP3 和 Caspase-1 的 mRNA 和蛋白均显著升高（P<0.05）， p-IRE1α/ IRE1α的比值和Cleaved caspase-3显著升高（P<0.05），小胶质细胞及培养液的IL-1β、 IL-6、 TNF-α蛋白显著升高；与模型组相比，ICA 低、中、高剂量组的显著逆转了上述因子的水平， IRE1α过表达显著削弱了ICA 的治疗作用。本实验结果将为ICA的临床用药提供药理学依据。