脑出血（ICH），亦称出血性中风，是全球范围内导致发病率和死亡率上升的关键因素，该病的流行率尤为显著。尽管手术技术的进步已经降低了ICH患者的死亡率，但继发性脑损伤（SBI）的发生显著影响了患者的康复前景，仅有约20%的患者在六个月后能够恢复独立生活的能力。这一现象对社会和家庭均造成了沉重的负担。当前，针对ICH后SBI的有效药物干预或预防策略尚显不足。因此，开发创新的治疗药物和靶点以减轻ICH诱导的SBI，已成为一项迫切的全球性医学挑战。

雷公藤红素是雷公藤的主要活性成分，具有抗炎、抗肿瘤和抗肥胖等多种生物活性。该化合物在体内吸收迅速，半衰期延长，生物利用度高。雷公藤红素因其保护线粒体的能力而被广泛研究。具体而言，雷公藤红素不仅能改善氧化应激，通过保护线粒体功能减少炎症，还能通过线粒体保护增强肝细胞的胰岛素抵抗。同时，它还表现出对内皮细胞死亡的保护特性，从而保护血脑屏障的完整性。然而，雷公藤红素缓解ICH诱导的SBI的潜力尚不清楚，有必要进一步研究其对线粒体保护作用的潜在分子机制。

日前，一篇名为“Celastrol Ameliorates Neuronal Mitochondrial Dysfunction Induced by Intracerebral Hemorrhage via Targeting cAMP-Activated Exchange Protein-1”的论文研究了雷公藤红素对ICH诱导的SBI的神经保护作用。

图1 论文首页

雷公藤红素改善ICH诱导的小鼠神经功能缺损

为探究雷公藤红素在小鼠ICH模型中的作用，研究对ICH诱导的ICH实验过程中的行为学变化进行了评估（图2）。相较于假手术组，ICH组显示出显著的神经行为障碍。然而，在接受2和4mg/kg剂量的雷公藤红素治疗3天和14天后，上述症状得到了一定程度的缓解。进一步的研究发现，在粘纸试验、转棒试验和错步试验中，雷公藤红素能够改善小鼠的感觉和运动功能。在粘纸试验中，雷公藤红素处理显著减少了触摸和去除次数，这暗示了其可能促进ICH后感觉和运动功能恢复的潜力。

在转棒试验中，与ICH组相比，接受雷公藤红素治疗的小鼠在转棒上停留的时间更长，这表明雷公藤红素有助于部分运动功能的恢复。错步试验揭示了ICH后小鼠左前肢足部错步率显著增加，这反映了其感觉功能的明显损害。与ICH组相比，使用2和4mg/kg剂量的雷公藤红素治疗能够降低错步率。综上所述，雷公藤红素似乎能够以剂量依赖的方式改善由ICH引起的神经功能缺损，其中小鼠的最佳腹腔注射剂量为2mg/kg。

图2 雷公藤红素可以改善ICH引起的神经行为缺陷

雷公藤红素在体内和体外抑制ICH诱导的神经元细胞死亡

尼氏染色结果显示，假手术组的皮质区神经元形态完整，胞质内可见清晰的深蓝色尼氏体；而在ICH组中，神经元细胞呈现皱缩和扭曲状态，细胞膜受损，导致无法进行选择性染色。在施用雷公藤红素后，皮层区域的神经元以剂量依赖性方式得到挽救（图3A,B）。血肿周边区域的FJB染色结果表明，雷公藤红素治疗显著减少了ICH诱导的FJB阳性神经元数量（图3C,D）。

继而，研究分离原代神经元以评估雷公藤红素的神经保护作用。经氧基血红蛋白（OxyHb）刺激后，通过MTT法检测神经元细胞活力显著下降。在OxyHb刺激后，雷公藤红素以剂量依赖性方式显著提升神经元活性（图3E）。神经元形态学结果与MTT检测结果一致（图3F）。随后，研究进行活/死细胞活力测定以评估体外神经元细胞死亡情况，结果表明，50nmol和100 nmol浓度的雷公藤红素处理能有效减轻OxyHb诱导的神经元死亡（图3G）。

研究进一步使用Annexin V-FITC和碘化丙啶（PI）标记凋亡神经元，并通过流式细胞术进行分析；OxyHb处理后，凋亡细胞比例上升，而在50nmol和100 nmol浓度的雷公藤红素处理下，凋亡细胞比例下降（图3H-I）。总之，雷公藤红素在体内和体外均展现出对抗ICH诱导的神经元死亡的潜在能力。

图3 雷公藤红素减弱ICH诱导的神经元细胞死亡

雷公藤红素改善ICH所致线粒体功能障碍

鉴于雷公藤红素对线粒体具有保护作用，研究对其在细胞线粒体中的潜在定位及其减轻由ICH引起的线粒体损伤的能力进行了探讨。研究使用了生物素标记的雷公藤红素（cell-biotin），并观察到其与线粒体有显著的共定位现象（图4A-B）。ICH小鼠模型血肿周围脑组织电镜观察结果显示，ICH后线粒体出现肿胀和变形，嵴连接处破裂。然而，与接受药物治疗的小鼠相比，雷公藤红素对线粒体结构和形态的修复作用显著（图4C）。

为了验证雷公藤红素增强线粒体完整性和功能的假设，研究评估了氧气消耗率（OCR）和细胞外酸化率（ECAR）。与对照组相比，暴露于OxyHb导致OCR显著降低。值得注意的是，50nM和100nM的雷公藤红素治疗有效地逆转了OxyHb诱导的OCR下降（图4D）。此外，雷公藤红素还能显著降低OxyHb诱导的神经元ECAR升高（图4E）。为了进一步评估雷公藤红素对线粒体的神经保护作用，研究测量了ATP含量，发现50和100nM的雷公藤红素可以减轻OxyHb诱导的ATP水平降低（图4F）。

JC-1染色测定线粒体膜电位（MMP）结果显示，JC-1在正常线粒体中表现为红色荧光，而在受损的线粒体中，这种信号会转化为绿色荧光。与对照组相比，在OxyHb刺激的神经元中检测到红色荧光强度显著降低，绿色荧光强度升高，表明MMP下降，MPTP打开。经雷公藤红素处理后，与OxyHb组相比，红色荧光强度恢复，而绿色荧光强度减弱（图4G-H）。线粒体不仅参与ATP的产生，还参与细胞凋亡的调控。因此，研究试图研究探究ICH是否能诱导线粒体介导的神经元凋亡。结果显示，OxyHb刺激诱导MPTP打开，随后细胞色素C释放到细胞质中，导致caspase9裂解，caspase9是线粒体凋亡途径的关键蛋白。

这些观察结果强烈表明，OxyHb诱导线粒体介导的细胞凋亡。值得注意的是，50nM的雷公藤红素治疗显著逆转了这些效应（图4I-J）。具体来说，在OxyHb刺激后观察到裂解caspase-3水平的增加，而雷公藤红素处理显示出抑制这种增强的能力（图4K）。

图4 雷公藤红素改善ICH引起的神经元线粒体功能障碍

结论

总之，该研究深入探讨了雷公藤红素对ICH诱导的SBI的神经保护作用及其作用机制。结果揭示，雷公藤红素可能作为一种潜在的线粒体保护剂，有助于减轻由ICH引起的继发性脑损伤，为脑出血的治疗提供了新的可能策略。

参考文献：

Li X Sr, Liu W, Jiang G, Lian J, Zhong Y, Zhou J, Li H, Xu X, Liu Y, Cao C, Tao J, Cheng J, Zhang JH, Chen G. Celastrol Ameliorates Neuronal Mitochondrial Dysfunction Induced by Intracerebral Hemorrhage via Targeting cAMP-Activated Exchange Protein-1. Adv Sci (Weinh). 2024 May;11(19):e2307556. doi: 10.1002/advs.202307556. Epub 2024 Mar 14. Erratum in: Adv Sci (Weinh). 2024 Sep;11(34):e2406154. doi: 10.1002/advs.202406154

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