腦出血治療新靶點！敲低NOX4可減輕ICH后的線粒體氧化應激和神經元焦亡-AAV9基底神經節注射2μL

腦出血治療新靶點！敲低NOX4可減輕ICH后的線粒體氧化應激和神經元焦亡

腦出血（ICH）具有高死亡率和致殘率，常伴有活性氧（ROS）誘導的氧化應激，易引起線粒體功能異常和次生活性氧的產生，進而形成惡性循環，導致活性氧的積累，促進病理過程的發展。因此，打破氧化應激循環，抑制活性氧積累對于減少腦出血后神經元的死亡至關重要。南方醫科大學珠江醫院陳祎招教授團隊在NEURAL REGENERATION RESEARCH上發表了題為“Knockdown of NADPH oxidase 4 reduces mitochondrial oxidative stress and neuronal pyroptosis following intracerebral hemorrhage”的研究論文。研究結果表明NADPH氧化酶4（NOX4）可能是抑制線粒體活性氧產生的重要靶點，NOX4抑制劑可用于緩解腦出血引起的氧化應激反應，以NOX4為靶點的藥物將是未來治療腦出血的創新藥物。

ICH后NOX4表達升高引起神經元焦亡和線粒體氧化應激，破壞血腦屏障，導致繼發性腦損傷

維真

助力

本研究所用AAV載體由維真生物提供！
病毒產品	AAV9-shRNA-NOX4 AAV9-CON
實驗動物	成年雄性Sprague-Dawley大鼠 (8周齡，280-320g)
病毒滴度	1×10E13 VG/mL
注射方式	立體定位注射
注射量	基底神經節,2μL

部分研究結果分享

1.敲低NOX4可緩解腦出血后的氧化應激，提高神經元對氧化應激的耐受性

研究人員發現ICH后神經元中NOX4的表達上調，為研究ICH后NOX4的作用，作者用AAV介導的shRNA來抑制大鼠體內NOX4的表達，并構建ICH模型。NOX4是ROS的主要來源，其升高會引起大腦中的氧化應激反應。與假手術組比較，ICH組腦組織ROS水平明顯升高，而NOX4表達下調抑制了ROS的升高。western blot分析表明，ICH后大鼠腦內抗氧化蛋白Nrf2和Keap-1表達水平均降低，NOX4基因下調后其表達水平升高。提示NOX4的下調抑制了ROS的產生和氧化應激，提高了ICH后神經元對氧化應激的耐受性。

圖1. NOX4敲低可緩解氧化應激，增強ICH后神經元對氧化應激的耐受性

2.NOX4敲低可通過caspase1/ GSDMD-N和caspase4/11/GSDMD-C途徑減少ICH后的神經元焦亡

研究人員發現NOX4敲低可以減少ICH后的神經元焦亡，為探究具體途徑，通過western blot檢測焦亡相關蛋白的表達，發現在ICH后，焦亡啟動蛋白caspase1、特異性蛋白caspase4/11和GSDMD顯著升高。敲低NOX4表達后，上述現象得到了逆轉。免疫熒光染色和免疫組化染色檢測發現ICH后神經元中GSDMD表達升高，而NOX4敲低后GSDMD表達趨于正常。以上結果表明，在ICH后，NOX4的下調可通過caspase1/GSDMD-N和caspase4/11/GSDMD-C通路降低神經元焦亡。

圖2. NOX4表達下調可通過caspase 1/GSDMD-N和caspase4/11/GSDMD-C途徑改善ICH后的神經元焦亡

3、敲低NOX4通過降低ICH后線粒體中NOX4的表達和ROS的產生，改善神經元線粒體功能

線粒體是細胞內ROS的主要來源，產生細胞內約90%的ROS。研究人員進一步評估發現，ICH后線粒體中NOX4(mitto-NOX4)的表達增加，而AAV-shRNA-NOX4成功降低了mitto-NOX4的表達，與正常條件下NOX4的表達量相近。觀察不同處理組神經元線粒體的變化，發現ICH后線粒體損傷嚴重，表現為線粒體形態喪失，嵴數量嚴重減少，以及線粒體膜去極化，而在AAV-shRNA-NOX4組未觀察到這些現象。通過模擬氧化應激刺激后的細胞模型發現，NOX4敲低明顯減少了ROS的產生。綜上，NOX4的敲低降低了線粒體中的NOX4以及ROS的表達，從而改善了ICH后的神經元線粒體功能。研究人員進一步探究發現線粒體ROS特異性抑制劑mitto -tempo可以降低ICH后的神經元焦亡和線粒體氧化應激，而NOX4可能是mitto-tempo的一個重要潛在靶點。

圖3. NOX4敲低通過降低線粒體中NOX4的表達和ROS的產生，改善ICH后神經元線粒體功能

小結

NOX4是介導腦出血病理發展的重要因子，也是腦出血的一個重要治療靶點。本研究為腦出血后NOX4靶向治療策略的可行性提供了有價值的依據，并提出以NOX4為靶點的藥物或將是未來治療腦出血的有效途徑。

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