《Journal of Bioenergetics and Biomembranes》最新研究：Mollugin通过激活BDNF/TrkB-AKT通路减轻脑微血管内皮细胞损伤
作者与单位
本研究由来自中国徐州医科大学附属医院神经内科的Xiao Jia、Jing Nan、Kang Zhang以及神经外科的Lei Zhang（通讯作者，邮箱：prozlei@163.com）共同完成，发表于2025年5月的《Journal of Bioenergetics and Biomembranes》（DOI: 10.1007/s10863-025-10063-0）。

一、学术背景

研究领域与动机
缺血性脑卒中（ischemic stroke）是脑血管疾病的主要形式，占全球卒中病例的60-80%，中国每年新发病例约250万。其核心病理机制之一是血脑屏障（BBB）破坏，而脑微血管内皮细胞（hBMECs）作为BBB的结构基础，通过紧密连接（tight junctions）维持屏障功能。在缺血再灌注损伤中，氧-葡萄糖剥夺/复氧（OGD/R）会导致内皮细胞凋亡和通透性增加，但现有治疗靶点有限。

传统草药活性成分如Mollugin（源自茜草Rubia cordifolia L.）具有抗炎、抗癌及神经保护作用，但其在缺血性卒中中的作用机制尚未明确。本研究旨在探索Mollugin是否通过调节BDNF/TrkB-AKT信号通路减轻OGD/R诱导的hBMECs损伤，为脑血管疾病提供新的治疗策略。

二、研究方法与流程

1. 细胞模型构建与处理
- 研究对象：人脑微血管内皮细胞（hBMECs，武汉普诺赛公司），分为对照组、OGD/R组（4小时缺氧+无糖培养基，20小时复氧）、Mollugin干预组（5–40 μM浓度梯度）。
- 细胞活力检测：MTT法评估Mollugin的安全性（40 μM显示毒性，20 μM以下无影响）及对OGD/R的保护作用。
- 细胞凋亡分析：流式细胞术（Annexin V-FITC/PI双染）显示OGD/R组凋亡率显著升高，Mollugin（20 μM）可显著抑制。
- 细胞损伤标志物：LDH释放实验证实Mollugin减少膜完整性破坏；Western blot检测凋亡相关蛋白（cleaved caspase-3↑、Bcl-2↓）被Mollugin逆转。

2. 通透性评估
- FITC-葡聚糖渗透实验：OGD/R导致hBMECs通透性增加1.8倍，Mollugin处理使渗透率降低至1.3倍。
- 紧密连接蛋白检测：Western blot显示ZO-1和claudin-5表达在OGD/R组下降50%，Mollugin恢复其表达水平。

3. 信号通路机制解析
- 生物信息学预测：通过SwissTargetPrediction和DisGeNET数据库筛选出Mollugin与缺血性卒中的共同靶点，KEGG分析显示PI3K-AKT通路是关键调控路径。
- 蛋白表达验证：
- OGD/R抑制BDNF/TrkB（Tyr705位点磷酸化降低40%）、AKT（Ser473位点磷酸化减少35%）及下游GSK-3β（Ser9磷酸化↓）、mTOR（Ser2448磷酸化↓）激活。
- Mollugin显著上调p-TrkB、p-AKT、p-GSK-3β和p-mTOR表达，并抑制前体BDNF（pro-BDNF）积累。
- 基因沉默实验：siRNA敲低BDNF或AKT后，Mollugin对凋亡和通透性的保护作用被取消，证实其依赖性。

三、主要研究结果

1. Mollugin的细胞保护作用

   • 20 μM Mollugin使OGD/R处理的hBMECs存活率从55%提升至82%（p<0.001），凋亡率从28%降至12%（p<0.01）。
     
   • LDH释放量减少45%，cleaved caspase-3蛋白水平下降60%，Bcl-2表达恢复至对照组的90%。
     

2. 屏障功能修复

   • Mollugin使ZO-1和claudin-5蛋白表达分别回升至OGD/R组的1.7倍和1.5倍（p<0.01），FITC-葡聚糖渗透率降低30%。
     

3. 信号通路调控

   • Mollugin促进BDNF成熟，使p-TrkB和p-AKT水平分别增加2.1倍和1.8倍（p<0.001），并激活下游GSK-3β/mTOR抑制凋亡。
     

四、结论与价值

科学意义
本研究首次揭示Mollugin通过BDNF/TrkB-AKT轴减轻脑微血管内皮细胞OGD/R损伤的具体机制：
1. 抗凋亡：抑制caspase-3切割并上调Bcl-2。
2. 屏障稳定：修复紧密连接蛋白ZO-1/claudin-5。
3. 通路靶向性：依赖BDNF/TrkB激活AKT及其下游效应分子。

应用前景
Mollugin的口服生物利用度（OB=42.34%）和血脑屏障穿透性（BBB评分=0.57）符合中枢神经系统药物开发标准，为缺血性卒中的天然药物研发提供了新方向。

五、研究亮点

1. 创新性发现：首次将Mollugin的神经保护作用与BDNF/TrkB-AKT通路关联，填补了其脑血管保护机制的空白。
   
2. 方法学严谨性：结合生物信息学预测与多层面实验验证（从细胞活力到分子机制），且通过基因沉默明确通路依赖性。
   
3. 转化潜力：Mollugin的低毒性（20 μM安全剂量）和天然来源特性，使其具有较高的临床转化价值。
   

局限性与展望
未开展动物实验（如MCAO模型）是主要局限，未来需在体内验证Mollugin的疗效及给药方案。此外，BDNF/TrkB-AKT通路与其他卒中相关通路（如NF-κB）的交互作用值得进一步探索。

（注：文中BDNF=脑源性神经营养因子；TrkB=酪氨酸激酶受体B；OGD/R=氧-葡萄糖剥夺/复氧；ZO-1=闭锁小带蛋白-1）