基于Sirt3/Nrf2抗氧化途径研究淫羊藿次苷Ⅱ预处理对脑缺血-再灌注损伤的保护作用

Oxidative stress is the important reason of cerebral ischemia-reperfusion injury (I/R), and inhibition of oxidative stress injury is an effectual strategy to the prevention of I/R. Icariside II (ICSⅡ) is one of the major components of traditional Chinese medicine Epimedium, which is geoherbs of Guizhou province, and our pilot study results indicated ICSⅡpre-treatment exerts neuroprotective effect on I/R. However, whether the neuroprotective effect of ICSⅡ is via Sirt3/Nrf2 antioxidant pathway remains still unclear. Therefore, the present study is designed to investigate the possible neuroprotective effect of ICSⅡ on I/R in wild type mice and Nrf2 gene knockout mice, thereafter, on this basis the underlying molecular mechanism of ICSⅡ on antioxidase, mitochondrial respiratory chain and related signaling pathway are determined. Meanwhile, in view of the advantage of astrocytes, the mechanism of neuroprotective effect of ICSⅡ on I/R is further detected in primary cultured astrocytes injury subjected to oxygen-glucose deprivation and reperfusion with the help of molecular biology methods such as SiRNA silencing technique. Nrf2 agonist and Nrf2 inhibitor are utilized as positive and negative control, respectively. This project will provide pharmacological basis for application of ICSⅡ into the pre-treatment of I/R.

氧化应激是脑缺血－再灌注损伤（I/R）的重要原因，抑制氧化应激损伤是预防I/R的有效策略之一。淫羊藿是贵州省道地中药材，淫羊藿次苷Ⅱ（ICSⅡ）是其主要活性成分之一。前期预实验结果表明ICSⅡ预处理对I/R大鼠模型具有神经保护作用，但其是否通过Sirt3/Nrf2抗氧化途径发挥神经保护作用尚不清楚。因此，本项目首先通过局灶性I/R野生型和Nrf2基因敲除小鼠模型确证ICSⅡ预处理对I/R的神经保护作用；在此基础上观察ICSⅡ对抗氧化酶和线粒体呼吸链以及其调控信号通路等的影响。同时，鉴于Nrf2在星形胶质细胞的表达优势，故通过原代培养星形胶质细胞氧糖剥夺－复氧复糖损伤模型，以Nrf2激动剂和抑制剂为正反对照，借助SiRNA沉默等分子生物学手段，从调控线粒体氧化应激的角度深入研究ICSⅡ预处理在I/R损伤中发挥神经保护作用的机制。本研究旨在为ICSⅡ用于缺血性脑卒中的预防提供基础药理学依据。

氧化应激是脑缺血-再灌注损伤（I/R）的重要原因，抑制氧化应激损伤是预防I/R的有效策略之一。淫羊藿是贵州省道地中药材，淫羊藿次苷Ⅱ（ICSⅡ）是其主要活性成分之一。前期预实验结果表明ICSⅡ预处理对I/R大鼠模型具有神经保护作用，但其是否通过Sirt3/Nrf2抗氧化途径发挥神经保护作用尚不清楚。本研究结果发现：（1）ICSⅡ预处理不仅能够在体内发挥保护MCAO导致的I/R的作用，在体外还可以保护氧糖剥夺/复氧复糖诱导的大鼠原代星形胶质细胞损伤。（2）通过DIA蛋白组学分析ICSⅡ预处理可能通过Nrf2/SIRT3/OXPHOS信号途径发挥对脑缺血-再灌注损伤的神经保护作用。分子对接技术分析和EMSA法的研究结果表明ICSⅡ能够特异性的提高Nrf2-ARE活力；（3）Nrf2缺失可部分逆转ICSⅡ对I/R小鼠的神经功能及其对线粒体功能的保护作用。（4）ICSⅡ抗大鼠I/R诱导的血脑屏障损伤，其作用与调控MMP2/9与TIMP1平衡进而抑制caspase 3依赖的细胞凋亡有关。综上所述，淫羊藿次苷Ⅱ预处理能够通过调控Nrf2/SIRT3抗氧化途径发挥对I/R的保护作用。本研究为ICSⅡ用于缺血性脑卒中的预防提供基础药理学依据。