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温州医科大学附属第二医院沈铭
为第一作者
美国俄亥俄大学杨观虎
温州医科大学附属第二医院
李盛村、林振浪为共同通讯作者
于2025年1月1日
在Phytomedicine（IF=6.7）
发表一项研究结果
《Punicalagin inhibits excessive autophagy and improves cerebral function in neonatal rats with hypoxia-ischemia brain injury by regulating AKT-FOXO4》
安石榴苷通过调节 AKT-FOXO4 抑制缺氧缺血脑损伤新生大鼠过度自噬并改善脑功能
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0944711324009851?via%3Dihub
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引用格式：
Ming Shen, Junhong Lu, Caiyan Li, Yujiang Li, Qianqian Yu, Xinyu Gao, Zhouguang Wang, Guanhu Yang, Shengcun Li, Zhenlang Lin,Punicalagin inhibits excessive autophagy and improves cerebral function in neonatal rats with hypoxia-ischemia brain injury by regulating AKT-FOXO4,Phytomedicine,Volume 136,2025,156330,ISSN 0944-7113,https://doi.org/10.1016/j.phymed.2024.156330.
【研究结果及亮点】
安石榴苷（PUN）治疗可以显著减少HIE引起的脑梗死、神经炎症和过度自噬，从而发挥神经保护作用。
从长期治疗的角度来看，PUN显著改善了HIE后的学习和认知障碍。从机制上讲，PUN的神经保护作用是通过激活AKT-FOXO4通路介导的。
研究介绍
图文摘要
新生儿缺氧缺血性脑病（HIE）发病率和死亡率高，给患者带来了重大负担。因此，迫切需要与低温治疗协同作用的治疗策略。
安石榴苷（PUN）是一种具有抗炎功能的天然安全多酚，其优异的水溶性和安全性使其成为一种有利的围产期药物。然而，其在HIE中的作用机制尚不清楚。
目的：本研究探讨了安石榴苷在新生儿缺氧缺血性脑病中的作用及其作用机制。
研究方法（简要）
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本研究采用了多种方法来探讨安石榴苷（PUN）在新生儿缺氧缺血性脑病（HIE）中的作用及其机制，具体方法如下：
1、动物模型构建
体内HIE模型：使用Rice Vannucci方法在大鼠中构建了体内HIE模型。具体步骤包括：
通过异氟醚麻醉大鼠。
分离、结扎并切断左侧颈总动脉。
术后将大鼠放回母鼠处1-2小时。
随后将大鼠置于缺氧箱中，维持在37°C和8%氧气浓度的环境中2.5小时。
在假手术组中，仅暴露左侧颈总动脉而不进行结扎或缺氧处理。
细胞模型构建
体外OGD/R模型：从HIE模型大鼠中提取原代皮质神经元，构建体外缺氧缺糖/再氧合（OGD/R）模型。具体步骤包括：
将培养基替换为无糖DMEM。
将细胞置于厌氧箱中5小时。
随后在正常氧浓度下培养1小时进行再氧合。
2、PUN给药方案
不同剂量的PUN处理：PUN以10和20 mg/kg的剂量通过腹腔注射给药，每天一次，连续三天。
药物干预：使用AKT信号通路抑制剂3-MA和siFOXO4进行干预，以探究PUN的作用机制。
图 1. 给予Rice-Vannucci模型大鼠的PUN治疗示意图。
3、实验检测方法
转录组测序：用于分析HIE模型大鼠脑组织中的基因表达变化。
激光散斑对比成像：用于动态监测大鼠皮层表面的脑血流量。
TTC染色：用于测量脑梗死体积。
Morris水迷宫测试：用于评估大鼠的学习和记忆能力。
Western blotting：用于检测蛋白表达水平，包括AKT、FOXO4、p62、LC3等。
qPCR：用于检测mRNA表达水平，包括与自噬和炎症相关的基因。
免疫荧光：用于观察蛋白在细胞中的定位和表达。
组织化学染色：包括HE染色和Nissl染色，用于评估脑组织的结构损伤。
研究结果
在患有新生儿缺氧缺血性脑病（HIE）的大鼠中，研究人员发现它们的脑细胞中存在过多的自噬现象和炎症反应。
而安石榴苷（PUN）能够减少脑组织的损伤和神经细胞的死亡，还能改善大脑的血液流动、学习能力和记忆力。
PUN通过减少自噬的过度活动和抑制一种名为AKT-FOXO4的信号通路来发挥作用。
为了验证这一结果，1）研究人员使用一种名为3-MA的药物来抑制AKT信号通路和自噬时，PUN的保护作用会减弱。2）通过另一种方法（siFOXO4）来减少FOXO4蛋白时，PUN的效果也会大幅降低，脑组织损伤会更加严重。
这一结果再次证明了PUN的作用。
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1、HIE大鼠的病理特征：
HIE大鼠表现出显著的自噬过度和炎症反应。这些病理变化导致了严重的脑组织损伤和神经元凋亡。
图 2. 转录组测序确认缺氧缺血模型导致新生大鼠中AKT通路和自噬的变化，而PUN通过减少炎症保护缺氧缺血性脑损伤后的脑部
2、PUN的神经保护作用：
减少脑组织损伤和神经元凋亡：PUN能够显著降低HIE大鼠的脑梗死体积和神经元的死亡率。
图 3. PUN减轻Rice-Vannucci模型中的脑损伤
改善脑血流灌注：PUN通过改善脑血流灌注，为脑组织提供了更好的营养和氧气供应。
提高学习和认知能力：PUN能够改善HIE大鼠的学习和记忆能力，表现为在Morris水迷宫测试中表现的提升。
图 4. PUN治疗减少了HIE后不同脑区的组织结构损伤和神经元凋亡
3、PUN的作用机制：
调节自噬：PUN通过抑制自噬的过度表达，防止了过度自噬对神经细胞的损害。
抑制AKT-FOXO4信号通路：PUN通过激活AKT-FOXO4信号通路，调节自噬和炎症反应，从而发挥神经保护作用。
图 5. PUN通过调节AKT-FOXO4信号通路减少缺氧后的自噬激活发挥保护作用
4、信号通路的验证：
AKT信号通路和自噬抑制剂的影响：使用AKT信号通路抑制剂3-MA和自噬抑制剂可以抑制PUN的神经保护作用，进一步证实了AKT-FOXO4信号通路在PUN作用中的重要性。
siFOXO4的影响：在siFOXO4大鼠中，PUN的保护效果减弱，表明FOXO4在PUN的作用机制中起着关键作用。
图 6. siFOXO4抑制了PUN对HIE的保护作用
图 7. 机制图
结论
总之，我们的实验研究表明，安石榴苷（PUN）治疗可以显著减少HIE引起的脑梗死、神经炎症和过度自噬，从而发挥神经保护作用。
此外，从长期治疗的角度来看，PUN显著改善了新生儿缺氧缺血性脑病（HIE）后的学习和认知障碍。从机制上讲，PUN的神经保护作用是通过激活AKT-FOXO4通路介导的。
总体而言，本研究证实PUN可能是治疗HIE的潜在治疗策略。
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