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安徽中医药大学汪宁/王磊团队发现通窍活血汤促进缺血性中风后脑微动脉生成

shRNA干扰AAV和慢病毒在脑血管中的应用_Phytomedicine(IF11.3) 汪宁团队:通窍活血汤靶向S1P1激活ERK通路促进缺血脑微动脉生成

文章标题:S1P-mediated cerebral microarteriogenesis induced by Tong-Qiao-Huo-Xue decoction after ischemia-reperfusion

发表期刊:Phytomedicine (IF 11.3)

合作客户:安徽中医药大学汪宁、王磊团队

· 维助力 - AAV、慢病毒 ·

In Vivo
基因信息 S1P1:S1P受体
体内AAV产品 AAV9-S1P1-shRNA
实验动物 雄性Sprague Dawley大鼠(250±20 g)
注射方式 立体定位注射
注射部位及剂量 左侧脑室,10μL


In Vitro
体外慢病毒产品 Lv-S1P1-shRNA
病毒滴度 4.0×108 TU/mL
实验细胞 脑微血管平滑肌细胞BMSMCs

研究背景


通窍活血汤(TQHXD)是一种活血化瘀、改善缺血性中风预后的经典中药方剂,其促进脑微动脉生成的作用机制尚不清楚。本研究探讨了TQHXD在促进缺血性中风后脑微动脉生成中的作用,发现TQHXD过激活S1P1/RAS/RAF/MEK/ERK信号通路,促进脑微动脉形成,恢复脑血流灌注,改善脑侧支循环,为TQHXD治疗缺血性中风的临床应用提供了实验依据。

研究结果


1. TQHXD可调节CD31、SM22、α-SMA、S1P和S1P1表达

作者构建大鼠大脑中动脉闭塞再灌注模型(MCAO/R),用于研究TQHXD对缺血性脑卒中的影响,研究发现TQHXD显著改善MCAO/R大鼠的学习记忆能力和精神状态,缓解MCAO/R大鼠的病理损伤,并通过促进脑侧支循环微动脉的形成,进而促进脑血流量的恢复,改善脑梗死。作者进一步研究了TQHXD的作用机制,发现TQHXD治疗后,BMSMC中表型相关蛋白α-SMA和SM22的水平显著降低,表明细胞发生了表型转换,从而增强了其增殖能力;而KD-S1P1组则表现出相反的趋势。此外作者还研究了TQHXD对S1P介导的下游信号通路的影响,发现TQHXD显著上调S1P1、RAS、RAF、MEK和ERK的水平,而KD-S1P1组则表现出相反的趋势,Co-IP表明TQHXD促进S1P1与其下游信号分子RAS、MEK和ERK的相互作用。这些结果表明TQHXD可能通过S1P1/RAS/RAF/MEK/ERK途径促进BMSMCs的表型转化并增强细胞增殖和迁移。

图1 TQHXD影响SM22、α-SMA、S1P和S1P1的表达

2. TQHXD-CSF显著促进OGD/R损伤的BMSMCs的增殖和迁移

作者构建了体外间接共培养的BMEC和BMSMCs缺氧/复氧损伤模型(OGD/R),在体外再次验证TQHXD的作用机制。发现TQHXD-CSF(TQHXD处理大鼠的脑脊液)显著增强BMSMC活力并减少细胞凋亡。伤口愈合实验显示TQHXD-CSF显著促进细胞迁移,而S1P1敲低产生相反的效果。流式细胞术分析显示,TQHXD-CSF处理减少了G1期细胞的比例,增加了S期细胞的比例,而KD-S1P1处理则表现出相反的趋势,表明TQHXD-CSF促进了BMSMCs增殖。机制研究发现TQHXD-CSF可下调OGD/R损伤BMSMCs中SM22和α-SMA的表达,上调CD31、S1P和S1P1的表达,表明TQHXD可以促进BMSMCs的表型转换,从而增强其增殖和迁移能力,此外TQHXD显著上调S1P1、RAS、RAF、MEK和ERK的水平,而KD-S1P1组表现出相反的趋势,表明TQHXD通过S1P介导的S1P1/RAS/RAF/MEK/ERK信号通路促进BMSMC表型转化、增殖和迁移。

图2 TQHXD促进细胞增殖和迁移

研究结论


本研究建立了大鼠大脑中动脉闭塞再灌注(MCAO/R)模型和体外间接共培养的BMEC和BMSMCs缺氧/复氧(OGD/R)损伤模型,从体内和体外两个水平研究了TQHXD的作用机制,发现TQHXD通过激活S1P1/RAS/RAF/MEK/ERK信号通路诱导BMSMCs表型转换,增强BMSMCs的增殖和迁移,从而促进微动脉生成,为TQHXD治疗缺血性中风的临床应用提供了实验依据。

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