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Front Pharmacol |徐州醫(yī)科大學(xué)齊素華/沈劍剛團(tuán)隊(duì):苦瓜來源外泌體樣顆粒對缺血性中風(fēng)發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用
腦中風(fēng),又稱腦卒中或腦血管意外,有極高的致死率和致殘率,目前已經(jīng)成為世界上第二大致死疾病,其主要分為兩大類:出血性腦中風(fēng)和缺血性腦中風(fēng),其中缺血性腦中風(fēng)大約占87%。重組人組織型纖溶酶原激活劑(t-PA)是目前FDA唯一批準(zhǔn)的急性缺血性中風(fēng)溶栓藥物,然而t-PA的治療時(shí)間窗較窄(小于4.5 h),t-PA延遲治療極易引起出血性轉(zhuǎn)化等并發(fā)癥,因此尋找缺血性腦中風(fēng)的有效治療藥物仍是目前亟待解決的問題。
植物外泌體樣納米顆粒因其經(jīng)濟(jì)性和標(biāo)準(zhǔn)化提取工藝,在新藥的開發(fā)上有極大的潛力。近日,徐州醫(yī)科大學(xué)齊素華教授/香港大學(xué)沈劍剛教授團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地從常見藥用植物—苦瓜中提取外泌體樣納米囊泡(Momordica charantia-exosome-like nanoparticles, MC-ELNs)并進(jìn)行鑒定,對其發(fā)揮腦缺血再灌注后損傷的神經(jīng)保護(hù)作用及其機(jī)制進(jìn)行深入探討。該研究成果以“Momordica charantia Exosome-Like Nanoparticles Exert Neuroprotective Effects Against Ischemic Brain Injury via Inhibiting Matrix Metalloproteinase 9 and Activating the AKT/GSK3βSignaling Pathway”為題發(fā)表在了forntiers in Pharmacology雜志上(doi: 10.3389/fphar.2022.908830)。該研究項(xiàng)目得到國家自然科學(xué)基金、江蘇省科技廳面上項(xiàng)目和中國香港研究資助局卓越領(lǐng)域計(jì)劃等的資助。


該團(tuán)隊(duì)使用超高速離心法提取MC-ELNs,采用SD大鼠大腦中動脈阻塞(MCAO)和四血管阻斷(4-VO)腦中風(fēng)模型,發(fā)現(xiàn)MC-ELNs能夠明顯減少腦急性缺血后的梗死面積,促進(jìn)海馬CA1區(qū)神經(jīng)元存活,降低神經(jīng)細(xì)胞凋亡,改善腦缺血再灌注損傷后的神經(jīng)功能;MC-ELNs具有良好的BBB通透性,MC-ELNs課顯著增加緊密連接蛋白ZO-1、Claudin-5的表達(dá)而發(fā)揮保護(hù)BBB完整性的作用。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步對MC-ELNs進(jìn)行生物信息學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)含量具有Top3的miR5266可結(jié)合在基質(zhì)金屬蛋白酶MMP-9的3’UTR,抑制MMP-9的表達(dá);并發(fā)現(xiàn)MC-ELNs通過下調(diào)MMP-9表達(dá)、激活A(yù)KT/GSK-3β信號通路發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。
Fig.1 采用SD大鼠MCAO和4-VO腦中風(fēng)模型,發(fā)現(xiàn)MC-ELNs具有很好的腦保護(hù)作用

Fig.2 MC-ELNs可以顯著增強(qiáng)緊密連接蛋白ZO-1、Claudin-5表達(dá)發(fā)揮保護(hù)BBB完整性作用;通過對MC-ELNs進(jìn)行生物信息學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)含量具有Top3的miR5266可結(jié)合在基質(zhì)金屬蛋白酶MMP-9的3’UTR,抑制MMP-9的表達(dá)

Fig.3 MC-ELNs顯著上調(diào)HT22細(xì)胞中磷酸化AKT(Ser473)和GSK-3β(Ser9)的表達(dá)
該團(tuán)隊(duì)對苦瓜外泌體樣納米囊泡進(jìn)行系列研究,已經(jīng)報(bào)道了其抗腫瘤、心肌細(xì)胞的保護(hù)作用。植物細(xì)胞來源外泌體樣納米囊泡和從動物細(xì)胞來源的具有相似的結(jié)構(gòu),并且可以充當(dāng)介導(dǎo)細(xì)胞間通訊的細(xì)胞外信使,可以調(diào)節(jié)動物體內(nèi)病理生理過程。此外,由于植物外泌體的天然來源和組成,具有不被免疫系統(tǒng)識別、排斥的優(yōu)點(diǎn),可增強(qiáng)其利用率,成為潛在的治療物質(zhì),將為缺血性中風(fēng)等疾病的新藥應(yīng)用帶來了新的希望。
參考文獻(xiàn):
Momordica charantiaExosome-Like Nanoparticles Exert Neuroprotective Effects Against Ischemic Brain Injury via Inhibiting Matrix Metalloproteinase 9 and Activating the AKT/GSK3β Signaling Pathway. Front Pharmacol. 2022 Jun 24;13:908830.
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