Pharmacological Inhibition of Class III Alcohol Dehydrogenase 5: Turning Remote Ischemic Conditioning Effective in a Diabetic Stroke Model

III 類醇脫氫酶 5 的藥理學抑制：使遠程缺血調理在糖尿病中風模型中有效

來源：Antioxidants 2022, 11, 2051

 

摘要核心內容

 

本研究針對糖尿病合并腦卒中患者中 遠程缺血調節（RIC）療法失效 的臨床難題，提出 GSNOR抑制劑（GRI）聯合RIC 的創新策略：

 

核心發現：

 

糖尿病卒中早期 GSNOR活性顯著升高（圖2B-E），加速S-亞硝基化（SNO）儲庫降解，導致RIC失效。

 

 

單獨使用RIC或GRI在糖尿病卒中模型中均無效（圖3-4），但 GRI預處理后聯合RIC 顯著提升腦血流（CBF）（圖3C）、減少梗死體積（圖4C）并改善神經功能（圖5）。

 

 

 

 

機制解析：

 

RIC通過激活內皮型一氧化氮合酶（eNOS/NOS3）增強SNO生成，但糖尿病導致 NOS3功能障礙 和 GSNOR活性上調，中和RIC效應。

 

GRI抑制GSNOR活性，保護SNO儲庫（如GSNO），恢復RIC的血管保護作用（圖7）。

 

 

臨床意義：

 

首次提出 "GRI-RIC聯合療法" 可克服糖尿病卒中患者的治療抵抗，為個體化卒中治療提供新方向。

 

研究目的

 

驗證假說：

 

糖尿病合并卒中是否通過上調GSNOR活性導致RIC失效（圖2）。

 

GSNOR抑制劑（GRI）能否恢復RIC在糖尿病卒中中的保護作用（圖3-8）。

 

 

轉化目標：

 

解決RIC臨床中性結果的困境，為合并癥卒中患者提供有效治療方案。

 

研究思路與技術路線

 

采用 多模型驗證+組合干預 策略：

 

動物模型：

 

遺傳模型：NOS3+/-小鼠（模擬內皮功能障礙，圖1）。

 

 

疾病模型：鏈脲佐菌素（STZ）誘導的糖尿病小鼠（圖2）。

 

卒中模型：

 

血栓性卒中：光化學血栓（PT）模型（圖1-5）。

 

再灌注卒中：短暫大腦中動脈閉塞（tMCAO）模型（圖6-8）。

 

干預方案：

 

單藥治療：RIC（遠程肢體缺血）或GRI（N6022，2.5 mg/kg）。

 

聯合治療：GRI預處理（卒中后1h）后行RIC（卒中后2h）。

 

檢測終點：

 

急性期：CBF（激光散斑成像）、GSNOR活性（酶學法）、炎癥基因（qPCR）。

 

終末期：梗死體積（TTC染色）、神經功能（轉棒/轉角試驗）、血腦屏障（伊文思藍滲出）。

 

關鍵數據及研究意義

1. NOS3功能障礙消除RIC保護作用（圖1）

 

數據：

 

NOS3+/-小鼠中，RIC未能改善CBF（圖1B-C）或減少溶栓后出血（圖1F）。

 

意義：首次證明 內皮功能完整性 是RIC起效的必要條件，解釋臨床中性結果。

 

2. 糖尿病卒中早期GSNOR活性升高（圖2）

 

數據：

 

卒中后3h，糖尿病小鼠血漿/腦微血管內皮細胞（BMECs）中 GSNOR活性↑2倍（圖2B-C），蛋白表達同步增加（圖2D-E）。

 

血漿亞硝酸鹽（NO??）水平不變（圖2A），提示SNO儲庫（非NO??）是關鍵靶點。

 

意義：發現糖尿病卒中 早期生物標志物（GSNOR），為治療時間窗提供依據。

 

3. GRI-RIC協同改善腦血流與預后（圖3-5）

 

數據：

 

單藥無效：GRI或RIC單獨使用對CBF無改善（圖3B）、梗死體積無減少（圖4A-B）。

 

聯合有效：GRI+RIC提升CBF 40%（圖3C）、減少梗死30%（圖4C）、改善運動功能（圖5B-D）。

 

意義：確立 "GSNOR抑制+RIC" 的協同機制，突破糖尿病卒中治療瓶頸。

 

4. Unisense電極直接驗證腦組織氧合恢復（圖6）

 

數據：

 

技術原理：Unisense極譜微電極（尖端50μm）實時監測腦組織氧分壓（PbtO?）（方法2.13）。

 

關鍵發現：

 

GRI單藥提升tMCAO模型早期PbtO?（圖6E，*p=0.01）。

 

GRI+RIC聯合進一步顯著增強PbtO?（p=0.0001），證實 微循環再灌注成功（圖6E-F）。

 

研究意義：

 

直接證據：首次在體證明聯合療法改善深部腦組織氧合，克服間接指標（如CBF）的局限性。

 

技術優勢：高時空分辨率（60Hz采樣）捕捉動態氧合變化，為再灌注療效提供金標準。

 

5. 聯合療法抑制炎癥并保護血腦屏障（圖7-8）

 

數據：

 

RIC單藥 意外升高炎癥因子（IL-6、iNOS等），而GRI+RIC聯合顯著抑制（圖7）。

 

聯合療法減少腦水腫（圖8D）和伊文思藍滲出（圖5F-G），證實 血腦屏障保護。

 

意義：揭示GRI通過 抑制GSNOR-SNO失衡 阻斷炎癥級聯，協同RIC實現神經血管保護。

 

核心結論

 

糖尿病卒中早期事件：GSNOR活性快速升高，降解SNO儲庫，導致RIC失效。

 

協同機制：GRI抑制GSNOR，保護內源性SNO（如GSNO），恢復RIC的eNOS激活能力。

 

治療突破：GRI-RIC聯合方案在糖尿病模型中顯著改善CBF、PbtO?及神經功能，為臨床轉化提供依據。

 

研究啟示

 

機制創新：

 

提出 "GSNOR-SNO軸" 作為糖尿病卒中治療新靶點。

 

闡明RIC失效的分子基礎（GSNOR活性上調）。

 

臨床轉化：

 

個體化治療：合并糖尿病卒中患者需聯合GSNOR抑制劑以恢復RIC療效。

 

療效監測：GSNOR活性或SNO水平可作為治療反應生物標志物。

 

技術亮點：

 

Unisense電極的應用：提供 腦組織氧合直接證據，優于間接血流指標，為療效評估提供高置信度數據。