Nrf2-ARE通路作为颅脑创伤治疗新靶点的实验研究

颅脑创伤是常见的外伤类型，严重危害人类的健康。如何减轻颅脑创伤后神经元的损伤并促进神经功能的康复是提高颅脑创伤疗效的关键。Nrf2-ARE通路是细胞内在的一种保护调节机制，有研究表明该通路表达的下游分子具有抗氧化应激、调节炎症损伤、拮抗细胞凋亡、缓解钙离子超载等多种细胞保护作用，但该通路在颅脑创伤中对神经元的保护作用及其机理不十分明确。本研究利用Nrf2基因敲除小鼠制作颅脑创伤模型，同时利用Nrf2-ARE通路两种代表性激活剂作为颅脑创伤的治疗药物，采用不同的给药途径及剂量，然后评定小鼠神经功能及行为学的改变，测定氧化损伤、炎症损伤、细胞凋亡及钙离子内稳态等相关指标，通过比较对照分析，目的是明确Nrf2-ARE通路对颅脑创伤后的神经元是否具有保护作用并能否改善神经功能，明确其作用机制，找寻颅脑创伤更为有效的治疗靶点及药物，以提高颅脑创伤的诊治水平。

创伤性脑损伤是常见的外伤类型，严重危害人类的健康。如何减轻颅脑创伤后神经元的损伤、促进神经功能的康复并防治多器官功能障碍是提高颅脑创伤疗效的关键。Nrf2-ARE通路是细胞内在的一种保护调节机制，有研究表明该通路表达的下游分子具有抗氧化应激、调节炎症损伤、拮抗细胞凋亡、缓解钙离子超载等多种细胞保护作用，但该通路在颅脑创伤中对神经元及肺、肠等多器官的保护作用及其机理不十分明确。本研究利用Nrf2基因敲除小鼠制作颅脑创伤模型，同时利用Nrf2-ARE通路的激动剂作为颅脑创伤的治疗药物，评定小鼠神经功能及行为学的改变，观察肺毛细血管通透性、空肠黏膜超微结构及通透性的变化，测定氧化损伤、炎症损伤、细胞凋亡及钙离子内稳态等相关指标，通过比较对照分析，我们发现（1）创伤性脑损伤后脑皮层、肺组织内Nrf2-ARE通路被激活；（2）Nrf2诱导剂叔丁基对苯二酚（tertiary butylhydroquinone, t-BHQ）预处理可减轻大鼠脑损伤后皮质水肿，降低皮层神经元的凋亡指数，起到脑保护作用；（3）利用Nrf2基因敲除小鼠制作创伤性脑损伤模型，通过与正常小鼠脑损伤模型进行比较，证实在脑损伤后，Nrf2基因敲除小鼠与正常小鼠相比，脑皮层组织内抗氧化和解毒酶的表达减少，氧化损伤加重；NF-κB 活性增强，炎症反应更为严重；神经细胞内游离钙离子浓度及神经细胞凋亡指数更为升高，其神经功能障碍较正常小鼠脑损伤后更为严重；肺组织内的炎症反应及急性肺损伤更为严重；肠道组织内的炎症反应及肠黏膜屏障功能损伤更为严重。因此，我们得出结论：Nrf2 是调节脑外伤后多脏器、多重病理生理机制的核心靶点。针对 Nrf2 为靶点的治疗，有可能具有“一个靶点，多重疗效”的作用，从而为 TBI 治疗策略提供一个全新的思路和方向。