基于PI3K/AKT信号通路探讨天麻素对大鼠坐骨神经离断伤修复的作用机制

目的:进一步明确天麻素(Gastrodin,Gas)对大鼠坐骨神经离断伤的修复作用,初步探讨天麻素促进神经肌肉功能恢复可能的机制。方法:32只雄性SD大鼠随机分为四组:空白组、模型组、天麻素组(15mg/kg)及甲钴胺组(0.15 mg/kg),除空白组外,其余各组构建大鼠坐骨神经离断吻合模型。术后天麻素组及甲钴胺组按照相应剂量灌胃给药lipid biochemistry,每天一次,连续60天。每周观察大鼠患肢运动功能的恢复情况。60天后取材,HE染色观察大鼠术侧腓肠肌的形selleck R428态结构变化,并统计腓肠肌平均横截面积;Masson染色观察大鼠术侧坐骨神经缝合处远端神经组织的形态结构变化,并计数完整有髓神经纤维数;蛋白组学分析模型组与空白组的差异蛋白;Western blot检测各组术侧腓肠肌中PI3K、AKT和m TOR的蛋白水平,最后通过依赖于靶点稳定性的药物亲和反应(DARTS实验)观察天麻素与PI3K(p110γ)的相互作用。结果:与空白组相比,其余各组患肢术后立即出现瘫痪、拖行、展爪反射功能障碍,给药满60天,立刻观察发现天麻素组及甲钴胺组可自主打开掌趾,而模型组不能完全自主打开掌趾。损伤侧腓肠肌HE染色结果显示,与空白组相比,模型组肌纤维排列紊乱,细胞间隙可见结缔组织增生、肌纤维碎裂,横截面积明显减小;天麻素组及甲钴胺组肌纤维排列相对整齐,肌纤维碎裂及结缔组织增生明显减少,横截面积明显增大;坐骨神经吻合处远端神经纤维Masson染色结果显示,与空白组相比,模型组神经纤维排列稀疏紊乱,纤维组织增生,有髓神经纤维显著减少;与模型组相比,天麻素组和甲钴胺组神经纤selleck Liproxstatin-1维排列紧密有序,纤维组织增生明显减少,有髓神经纤维数量明显增加;空白组坐骨神经及模型组近心端的坐骨神经组织行蛋白质组学检测,结果显示:火山图和热图提示与空白组相比,模型组共有78种蛋白质下调,97种蛋白质上调。GO分析显示差异蛋白主要参与“组织细胞成分”、“组织细胞成分或生物发生”等。KEGG信号通路分析提示这些差异表达的蛋白主要在“PI3K/AKT信号通路”等通路中显著富集。Western blot结果显示与空白组相比,模型组中PI3K、AKT和m TOR蛋白水平表达显著下调;与模型组相比,天麻素组和甲钴胺组腓肠肌中PI3K、AKT和m TOR总蛋白表达著上调;DARTS实验结果显示,与空白组相比,酶解组PI3K(p110γ)蛋白水平表达显著下调;与酶解组相比,天麻素+酶解组PI3K(p110γ)蛋白水平表达显著上调。结论:天麻素能够一定程度上促进大鼠坐骨神经离断吻合模型运动功能的恢复和坐骨神经的再生,其机制可能是在大鼠腓肠肌组织中天麻素可以靶向结合PI3K,并且上调PI3K/AKT信号通路有关。