摘要
心脏与大脑的相互作用被广泛认为是多种心血管和神经退行性疾病的重要因素。微小RNA(miRNA)作为心脏-大脑相互作用的潜在分子机制受到广泛关注。本研究旨在探讨多糖醇(POL)对心肌梗死后(Post-MI)大鼠认知障碍和神经损伤的神经保护作用及其分子机制。通过皮下注射异丙肾上腺素(ISO)建立Post-MI模型后,给予POL(50mg/kg/天)治疗4周。研究发现,POL通过抑制miRNA-1表达,改善Post-MI引起的海马BDNF/TrkB/CREB信号通路受损、FZD7/β-catenin/NeuroD1通路失调及HSP70介导的神经元凋亡,显著缓解认知功能障碍。本发现揭示了POL通过miRNA水平调节发挥神经保护作用的新机制。
引言
心脏与大脑的双向相互作用是心血管疾病与神经退行性疾病关联的重要基础。既往研究证实心肌梗死(MI)可通过降低心输出量、激活炎症反应、改变肾素-血管紧张素系统等机制引发脑病理改变。特别是心脏来源的miRNA(如miRNA-1)作为神经活性物质,已被证实通过调控BDNF等靶基因导致认知功能障碍。miRNA-1在MI后心脏中异常升高,通过抑制BDNF-TrkB-CREB信号通路影响神经元存活和记忆形成。此外,miRNA-1还可下调HSP70表达诱发神经元凋亡,并通过抑制FZD7受体干扰Wnt/β-catenin信号通路,影响神经发生。
多糖醇(POL)作为从甘蔗蜡中提取的天然降脂药物,除降胆固醇作用外,还具有抗炎、抗氧化、神经保护等特性。前期研究表明POL可通过抑制β淀粉样蛋白斑块改善阿尔茨海默症模型大鼠学习记忆障碍。本研究首次揭示POL通过抑制miRNA-1改善Post-MI神经损伤的分子机制。
方法
采用雄性Wistar大鼠建立ISO诱导的Post-MI模型,通过Y迷宫测试评估空间认知能力。采用qRT-PCR检测海马和皮层miRNA-1、BDNF、FZD7、HSP70等基因mRNA表达,通过Western blot分析相关蛋白含量。实验设置正常对照组(NG)、Post-MI模型组及POL治疗组进行比较。
结果
Post-MI组大鼠表现出显著的运动活性增加(1.62倍)和空间认知能力下降(51.94%)。POL治疗可使运动活性降低29.63%,认知能力提升1.55倍。分子机制研究显示,POL显著抑制miRNA-1表达,使BDNF mRNA表达上调,TrkB和CREB蛋白水平恢复。同时,FZD7/β-catenin/NeuroD1信号通路相关蛋白含量增加,皮层HSP70表达上调,促凋亡蛋白BAX和caspase-3水平降低。
讨论
本研究首次证实POL通过抑制miRNA-1减轻Post-MI神经损伤的双重保护机制:一是通过增强BDNF-TrkB-CREB通路促进神经元存活;二是激活FZD7/β-catenin/NeuroD1通路促进神经发生。值得注意的是,POL对HSP70的上调作用可稳定BCL-2蛋白,抑制线粒体凋亡通路的激活。这些发现为开发针对miRNA-1的神经保护疗法提供了重要实验依据。
结论
本研究揭示了POL通过抑制miRNA-1改善Post-MI神经损伤的新机制。这种双重作用机制(调控BDNF/TrkB/CREB和FZD7/β-catenin通路)为心血管疾病继发认知障碍的治疗提供了潜在靶点,同时也拓展了POL在神经保护领域的应用前景。
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