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乙酰左旋肉碱通过调控线粒体动力学蛋白DRP1/MFN2改善脊髓损伤后神经元存活的机制研究
作者: 景蓉
单位: 延安大学附属医院

摘要

探讨乙酰左旋肉碱(acetyl-L-carnitine,ALC)是否通过调控线粒体动力学相关蛋白DRP1与MFN2的表达,改善脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)后神经元存活及功能恢复,并初步阐明其潜在分子机制。

构建SD大鼠SCI模型,并随机分为假手术组(Sham组)、脊髓损伤组(SCI组)及ALC干预组(低剂量与高剂量)。术后给予相应药物干预。采用BBB评分评估大鼠后肢运动功能恢复情况。利用尼氏染色及NeuN免疫荧光检测脊髓前角神经元存活情况。采用Western blot及免疫荧光检测线粒体动力学相关蛋白DRP1、p-DRP1及MFN2的表达变化。通过JC-1染色检测线粒体膜电位,DCFH-DA探针检测活性氧ROS水平,ATP试剂盒测定能量代谢水平。采用TUNEL染色及凋亡相关蛋白(Bax、Bcl-2、cleaved caspase-3)评估细胞凋亡情况。

与Sham组相比,SCI组大鼠后肢运动功能明显受损,BBB评分显著下降,脊髓组织神经元数量减少,线粒体功能明显受损,表现为ROS水平升高、ATP含量下降及线粒体膜电位降低。同时,SCI组中DRP1及p-DRP1表达显著上调,而MFN2表达显著下调,提示线粒体发生明显过度分裂。与SCI组相比,ALC干预后可显著改善大鼠运动功能,提高BBB评分,并增加脊髓前角神经元存活数量。机制上,ALC可下调DRP1及p-DRP1表达,上调MFN2表达,改善线粒体动力学失衡状态。同时,ALC可降低ROS水平,恢复ATP生成及线粒体膜电位,并显著抑制神经元凋亡(Bax下降、Bcl-2上升、cleaved caspase-3减少)。

ALC可通过调控线粒体动力学关键蛋白DRP1/MFN2,抑制线粒体过度分裂并促进线粒体融合,改善线粒体功能障碍,减轻氧化应激与神经元凋亡,从而促进脊髓损伤后的神经功能恢复。


关键词: 乙酰左旋肉碱;线粒体动力学蛋白;脊髓损伤
来源:中华医学会第二十六次物理医学与康复学学术会议