表没食子儿茶素没食子酸酯靶向调控Nrf2⁃Keap1信号通路与脑梗死神经保护作用的关系

doi:10.3969/j.issn.1006-5725.2024.03.005

摘要/Abstract

摘要：

目的分析表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）对高血糖诱导的出血性转化（HT）的预防作用，并进一步探索了其潜在机制是否与涉及核因子E2相关因子2/Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1（Nrf2/Keap1）通路。方法将雄性SD大鼠随机分为假手术组（Sham，n = 20）、模型组（n = 27）、高血糖模型组（HG，n = 43）、EGCG组（n = 43）。模型组大鼠仅建立电凝脑缺血模型，HG组和EGCG组采用急性高血糖联合电凝脑缺血模型建立HT模型。此外，EGCG组在脑缺血前灌胃EGCG 5 d，剂量为50 mg/（kg·d）。通过网络药理学用于预测 EGCG在HT发生中的潜在靶点和通路，进一步研究证实了相关靶点。结果与模型组相比，HG组大鼠死亡率显著升高［21.2%（6/27） vs. 51.2%（22/43），P < 0.05］。EGCG组大鼠死亡率较HG组显著降低［30.20%（13/43） vs. 51.2%（22/43），P < 0.05］。其次，EGCG组mNSS、Longa评分和梗死体积显著低于HG组（P < 0.05）。HG组的HT发生率高于模型组（59.3% vs. 90.7%）。EGCG显著降低高血糖诱导的HT发病率至69.8%。与HG组相比，EGCG使血红蛋白含量分别从（53.42?±?5.11）mg/dL降低到（37.04?±?2.39）mg/dL（P < 0.05）。网络药理学显示Nrf2-Keap1介导的神经炎症可能与高血糖诱导的HT相关。HG组Nrf2和Keap1的表达显著降低和TLR4的表达、NF-κB的磷酸化显著增加，但EGCG逆转了这一过程。结论 EGCG预处理防止了HT的发生，这可能与激活Nrf2-Keap1信号通路介导的神经保护作用有关。

关键词: 表没食子儿茶素没食子酸酯, 出血性转化, 脑梗死, Nrf2-Keap1信号通路

Abstract:

Objective The preventive effect of epigallocatechin gallate （EGCG） on hyperglycemia?induced hemorrhagic transformation （HT） was analyzed， and the underlying mechanisms were further explored. Methods Male SD rats were randomly divided into sham operation group （Sham， n = 20）， model group （n = 27）， hyperglycemia model group （HG， n = 43）， and EGCG group （n = 43）. In the model group， only the electrocoagulation cerebral ischemia model was established， and the HG group and the EGCG group were used to establish the HT model with acute hyperglycemia combined with electrocoagulation cerebral ischemia model. In addition， EGCG was administered by gavage for 5 days before cerebral ischemia at a dose of 50 mg/kg/d. Further studies confirmed the relevant targets by using network pharmacology to predict the potential targets and pathways of EGCG in the occurrence of HT. Results Compared with the model group， the mortality rate of the rats in the HG group was significantly increased ［21.2% （6/27） vs. 51.2% （22/43）， P < 0.05］. The mortality of rats in the EGCG group was significantly lower than that in the HG group ［30.20% （13/43） vs. 51.2% （22/43）， P < 0.05］. Second， mNSS， Longa score and infarct volume in the EGCG group were significantly lower than those in the HG group （P < 0.05）. The incidence of HT in the HG group was higher than that in the model group （59.3% vs. 90.7%）. EGCG significantly reduced the incidence of hyperglycemia?induced HT to 69.8%. Compared with the HG group， EGCG decreased the hemoglobin content from （53.42 ±?5.11） mg/dL to （37.04?±?2.39）?mg/dL respectively （P < 0.05）. Network pharmacology revealed that Nrf2?Keap1?mediated neuroinflammation may be associated with hyperglycemia?induced HT. The expression of Nrf2 and Keap1 was significantly decreased and the expression of TLR4 and phosphorylation of NF?κB was significantly increased in the HG group， but EGCG reversed this process. Conclusion EGCG pretreatment prevents the occurrence of HT， which may be related to the neuroprotection mediated by activation of the Nrf2?Keap1 signaling pathway.

Key words: epigallocatechin?3?gallate, hemorrhagic transformation, cerebral infarction, Nrf2?Keap1 signaling pathway

中图分类号:

R285.5

肖湘芝,陈管雄,胡智文. 表没食子儿茶素没食子酸酯靶向调控Nrf2⁃Keap1信号通路与脑梗死神经保护作用的关系[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(3): 309-315.

Xiangzhi XIAO,Guanxiong CHEN,Zhiwen HU. The relationship between EGCG targeted regulation of Nrf2⁃Keap1 signaling pathway and neuroprotective effect in cerebral infarction[J]. The Journal of Practical Medicine, 2024, 40(3): 309-315.

图/表 7

表1

图1

表2

表3

图2

图3

图4

参考文献 23

1	SHI K， ZOU M， JIA D M， et al. tPA mobilizes immune cells that exacerbate hemorrhagic transformation in stroke［J］. Circ Res， 2021， 128（1）： 62-75. doi:10.1161/circresaha.120.317596 doi: 10.1161/circresaha.120.317596
2	WANG Q， REPS J M， KOSTKA K F， et al. Development and validation of a prognostic model predicting symptomatic hemorrhagic transformation in acute ischemic stroke at scale in the OHDSI network［J］. PLoS One， 2020， 15（1）： e0226718. doi:10.1371/journal.pone.0226718 doi: 10.1371/journal.pone.0226718
3	ZHANG G， HE M， XU Y， et al. Hemoglobin A1c predicts hemorrhagic transformation and poor outcomes after acute anterior stroke［J］. Eur J Neurol， 2018， 25（12）： 1432-e122. doi:10.1111/ene.13747 doi: 10.1111/ene.13747
4	LV G， WANG G， XIA Z， et al. Influences of blood lipids on the occurrence and prognosis of hemorrhagic transformation after acute cerebral infarction： a case-control study of 732 patients［J］. Mil Med Res， 2019， 6（1）： 2. doi:10.1186/s40779-019-0191-z doi: 10.1186/s40779-019-0191-z
5	汪洋，张辉，伍冬冬，等. 表没食子儿茶素没食子酸酯对低氧环境下肺心病大鼠呼吸衰竭的改善作用［J］. 实用医学杂志， 2022， 38（3）： 330-334. doi:10.3969/j.issn.1006-5725.2022.03.013 doi: 10.3969/j.issn.1006-5725.2022.03.013
6	杨鹏，郭倩，许舒婷，等. 靶向脑淀粉斑的载EGCG纳米递释系统的构建及其治疗阿尔茨海默病小鼠的研究［J］. 四川大学学报（医学版）， 2021， 52（4）： 605-611.
7	LUO Z L， SUN H Y， WU X B， et al. Epigallocatechin-3-gallate attenuates acute pancreatitis induced lung injury by targeting mitochondrial reactive oxygen species triggered NLRP3 inflammasome activation［J］. Food Funct， 2021， 12（12）： 5658-5667. doi:10.1039/d1fo01154e doi: 10.1039/d1fo01154e
8	HE H， WANG L， QIAO Y， et al. Epigallocatechin-3-gallate pretreatment alleviates doxorubicin-induced ferroptosis and cardiotoxicity by upregulating AMPKα2 and activating adaptive autophagy［J］. Redox Biol， 2021， 48： 102185. doi:10.1016/j.redox.2021.102185 doi: 10.1016/j.redox.2021.102185
9	DENG J， MEI H， SHI W， et al. Recombinant tissue plasminogen activator-conjugated nanoparticles effectively targets thrombolysis in a rat model of middle cerebral artery occlusion［J］. Curr Med Sci， 2018， 38（3）： 427-435. doi:10.1007/s11596-018-1896-z doi: 10.1007/s11596-018-1896-z
10	ZHANG Y， HAN M， SUN X， et al. EGCG promotes neurite outgrowth through the integrin β1/FAK/p38 signaling pathway after subarachnoid hemorrhage［J］. Evid Based Complement Alternat Med， 2021， 2021： 8810414. doi:10.1155/2021/8810414 doi: 10.1155/2021/8810414
11	CHEN C， CHU S， ZHANG Z， et al. CKLF1/CCR5 axis is involved in neutrophils migration of rats with transient cerebral ischemia［J］. Int Immunopharmacol， 2020， 85： 106577. doi:10.1016/j.intimp.2020.106577 doi: 10.1016/j.intimp.2020.106577
12	VAN KRANENDONK K R， TREURNIET K M， BOERS A M M， et al. Hemorrhagic transformation is associated with poor functional outcome in patients with acute ischemic stroke due to a large vessel occlusion［J］. J Neurointerv Surg， 2019， 11（5）： 464-468. doi:10.1136/neurintsurg-2018-014141 doi: 10.1136/neurintsurg-2018-014141
13	YAN Y， AO L， ZHOU L， et al. Therapeutic effects of JLX001 on cerebral ischemia through inhibiting platelet activation and thrombus formation in rats［J］. Biomed Pharmacother， 2018， 106： 805-812. doi:10.1016/j.biopha.2018.07.023 doi: 10.1016/j.biopha.2018.07.023
14	CHEN Y， KONG L， WANG H， et al. The role of pinocembrin in t-PA thrombolysis-induced hemorrhagic transformation［J］. Acta Pharm Sin， 2019： 448-453.
15	MACHIN A， SUSILO I， PURWANTO D A. Green tea and its active compound epigallocathechin-3-gallate （EGCG） inhibit neuronal apoptosis in a middle cerebral artery occlusion （MCAO） model［J］. J Basic Clin Physiol Pharmacol， 2021， 32（4）： 319-325. doi:10.1515/jbcpp-2020-0454 doi: 10.1515/jbcpp-2020-0454
16	QIN S， CHEN M， FANG W， et al. Cerebral protection of epigallocatechin gallate （EGCG） via preservation of mitochondrial function and ERK inhibition in a rat resuscitation model［J］. Drug Des Devel Ther， 2019， 13： 2759-2768. doi:10.2147/dddt.s215358 doi: 10.2147/dddt.s215358
17	CHEN L， CAO J， CAO D， et al. Protective effect of dexmedetomidine against diabetic hyperglycemia-exacerbated cerebral ischemia/reperfusion injury： An in vivo and in vitro study［J］. Life Sci， 2019， 235： 116553. doi:10.1016/j.lfs.2019.116553 doi: 10.1016/j.lfs.2019.116553
18	CHEN H， GUAN B， CHEN S， et al. Peroxynitrite activates NLRP3 inflammasome and contributes to hemorrhagic transformation and poor outcome in ischemic stroke with hyperglycemia［J］. Free Radic Biol Med， 2021， 165： 171-183. doi:10.1016/j.freeradbiomed.2021.01.030 doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2021.01.030
19	ZHANG R， ZHU X， BAI H， et al. Network pharmacology databases for traditional Chinese medicine： review and assessment［J］. Front Pharmacol， 2019， 10： 123. doi:10.3389/fphar.2019.00123 doi: 10.3389/fphar.2019.00123
20	王东娟，李恒栋，谢小玲，等. 胰高血糖素样肽1通过Keap1-Nrf2信号通路减轻糖尿病大鼠心肌微血管损伤［J］. 中国病理生理杂志， 2019， 35（12）： 2143-2149. doi:10.3969/j.issn.1000-4718.2019.12.005 doi: 10.3969/j.issn.1000-4718.2019.12.005
21	IMAI T， TAKAGI T， KITASHOJI A， et al. Nrf2 activator ameliorates hemorrhagic transformation in focal cerebral ischemia under warfarin anticoagulation［J］. Neurobiol Dis， 2016， 89： 136-146. doi:10.1016/j.nbd.2016.02.001 doi: 10.1016/j.nbd.2016.02.001
22	LEBDA M A， ELMASSRY I H， TAHA N M， et al. Nanocurcumin alleviates inflammation and oxidative stress in LPS-induced mastitis via activation of Nrf2 and suppressing TLR4-mediated NF-κB and HMGB1 signaling pathways in rats［J］. Environ Sci Pollut Res Int， 2022， 29（6）： 8294-8305. doi:10.1007/s11356-021-16309-9 doi: 10.1007/s11356-021-16309-9
23	ZHANG R， LU M， ZHANG S， et al. Renoprotective effects of Tilianin in diabetic rats through modulation of oxidative stress via Nrf2-Keap1 pathway and inflammation via TLR4/MAPK/NF-κB pathways［J］. Int Immunopharmacol， 2020， 88： 106967. doi:10.1016/j.intimp.2020.106967 doi: 10.1016/j.intimp.2020.106967

时间	Sham组	模型组	HG组	EGCG组
0 h	3.75 ± 0.20	4.04 ± 0.22	4.63 ± 0.18	4.78 ± 0.15
30 min	4.55 ± 0.25	5.65 ± 0.73	16.24 ± 1.95 ^***	15.75 ± 2.14 ^***
1.5 h	4.41 ± 0.28	6.74 ± 0.51	16.37 ± 1.24 ^***	14.32 ± 1.57 ^***
2.5 h	5.02 ± 0.27	8.28 ± 0.79	11.32 ± 0.62	11.13 ± 0.58
3.5 h	4.19 ± 0.30	9.29 ± 0.64	7.70 ± 0.81	8.72 ± 1.24
F值	35.62
P值	< 0.001

组别	n	死亡［n（%）］	mNSS评分（分）	Longa评分（分）	梗死体积（%）
Sham组	20	0（0）	0	0	0
模型组	27	6（21.2） ^***	10.02 ± 0.38 ^***	2.33 ± 0.42 ^***	38.06 ± 3.17 ^***
HG组	43	22（51.2） ^&*	11.27 ± 0.45 ^***	3.57± 0.20 ^&*	42.14± 4.37 ^***
EGCG组	43	13（30.20）^#	9.63 ± 0.29^##	1.93 ± 0.33^#	28.50 ±3.73^#
F/χ ² 值		7.11	28.62	31.53	34.26
P值		0.029	< 0.001	< 0.001	< 0.001

组别	n	HT发病［n（%）］	脑出血评分	血红蛋白含量（mg/dL）
Sham组	20	0	0	36.02 ± 1.86
模型组	27	16（59.3） ^***	1.12 ± 0.34 ^***	38.72 ± 4.37
HG组	43	39（90.7） ^&*	3.76 ± 0.25 ^&&&*	53.42?±?5.11 ^&**
EGCG组	43	30（69.8）^#	2.32 ± 0.29^#	37.04?±?2.39^#
F/χ ² 值		9.90	38.52	21.03
P值		0.007	< 0.001	< 0.001

[1]	李松,贺兴友,贺电,汪波,詹彧,孙晶晶. 老年大动脉粥样硬化型脑梗死患者采用NBP与LIPost C联合治疗的效果分析[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(9): 1286-1292.
[2]	石喆,左夏林,彭林辉,卢志伟,李孔平. M1型小胶质细胞极化在大脑皮层梗死后继发丘脑损伤中的作用[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(22): 3138-3145.
[3]	邹贵娣,陈小凯,谭卉虹,李翊,李楠,曹叶凡,王鹤玮. 脑机接口结合外骨骼机器手对脑梗死患者手功能障碍的闭环康复效果[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(17): 2395-2400.
[4]	杜娟,周晓雨,张淼,张雪玲,蓝文雅. Solitaire支架机械取栓结合双重抗血小板治疗对急性脑梗死患者肢体功能和血管再闭塞的影响[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(14): 1952-1956.
[5]	郭晓斌,刘苹,于文霞. 老年高血压人群腰围身高比与新发脑梗死的关系[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(11): 1592-1596.
[6]	付子娟,李茜,鲁琳,李永秋. 血清ANGPTL3、NFATc1水平与脑梗死患者病情严重程度、预后的关系[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(10): 1407-1411.
[7]	郭晓斌刘苹杨浩辉赵景阚春娜翟婧秀于文霞赵楚敏刘志伟 . 老年高血压人群身高与新发脑梗死关系[J]. 实用医学杂志, 2023, 39(13): 1714-1718.
[8]	牛稳邱晓晖刘艺超 . 颈动脉粥样硬化狭窄的血管周围脂肪密度与脑梗死之间的关系 [J]. 实用医学杂志, 2023, 39(1): 103-108.
[9]	黄建敏云艳芳杨桂新陈海燕蒋勇明黄东旭刘洁莫晓榕李雪斌. 生存素抑制剂YM155对脑梗死大鼠微血管密度及血管新生相关基因表达的影响 [J]. 实用医学杂志, 2022, 38(8): 946-951.
[10]	聂大奥林桥文谭文惠李扬锋黄建鑫 . 残余胆固醇水平对急性脑梗死发病的预测价值 [J]. 实用医学杂志, 2021, 37(13): 1711-1718.
[11]	陈英道, 李海宁, 张岐平, 李育英, 梁炳松, 饶源, 陈小玲 . 脑侧支循环对急性脑梗死患者机械取栓术后疗效及预后的影响 [J]. 实用医学杂志, 2021, 37(12): 1563-1568.
[12]	杨卓滢, 赵源征, 何远宏, 孙若楠, 苑和平. KATP 通道开放剂对脑梗死后突触可塑性的影响 [J]. 实用医学杂志, 2020, 36(24): 3328-3332.
[13]	闫欣, 王曼, 高阳, 闫立荣, 高倩, 姜明, 马志刚. 全膝关节置换术围手术期脑梗死危险因素及预后分析[J]. 实用医学杂志, 2020, 36(21): 2942-2946.