《Sleep Medicine》：Oxidative stress alleviated DL-3-n-Butylphthalide against chronic intermittent hypoxia-induced cognitive deficit by regulating Nrf-2/HO-1 Pathway
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阻塞性睡眠呼吸暫停（OSA）引發的間歇性缺氧通過氧化應激損害海馬體認知功能，Nrf2/HO-1通路是重要抗氧化保護機制。本研究證實DL-3-n-丁基鄰苯二甲酸酯（NBP）可激活該通路，降低MDA水平，提升SOD活性，抑制海馬體細胞凋亡，從而改善慢性間歇性缺氧（CIH）大鼠的認知障礙。
張盼盼|韓曉青|張星月|王媛|郭秀華|黃超|季艷艷|傅新月|王麗敏
中國河北省唐山市唐山市工人醫院呼吸內科
摘要
間歇性缺氧引起的氧化應激是阻塞性睡眠呼吸暫停（OSA）導致認知缺陷的主要機制。Nrf-2/HO-1信號通路是增強機體抗氧化功能最重要的保護性信號通路，已有研究表明其在間歇性缺氧小鼠的認知功能障礙中具有抗氧化作用。臨床研究初步證實DL-3-n-丁基鄰苯二甲酸酯（NBP）對OSA患者具有顯著的抗氧化效果和神經保護作用，但其作用機制尚不清楚。本研究探討了NBP對4周齡雄性Wistar大鼠慢性間歇性缺氧狀態下學習和記憶的影響及其機制。這些大鼠接受了6周的慢性間歇性缺氧處理，并通過腹腔注射NBP。研究發現，NBP激活了慢性間歇性缺氧大鼠海馬區的Nrf-2/HO-1抗氧化信號通路，降低了MDA水平，提高了SOD活性，抑制了細胞凋亡，從而改善了學習與記憶障礙。因此，NBP可能通過激活Nrf-2/HO-1抗氧化信號通路、抑制氧化應激進而減少細胞凋亡，從而改善OSA患者的認知缺陷。
引言
阻塞性睡眠呼吸暫停（OSA）的全球發病率逐年上升，對人類生命和健康構成威脅[1]。認知缺陷是OSA患者最常見的并發癥之一[2]。OSA引起的間歇性缺氧是認知缺陷發生的關鍵因素[3]。間歇性缺氧導致認知缺陷的主要機制可能與氧化應激引起的神經細胞損傷有關[4, 5]。OSA的間歇性缺氧過程類似于缺血-再灌注，反復的缺氧和再氧合會導致活性氧（ROS）等物質的產生增加，這會破壞氧化系統與抗氧化系統之間的平衡，最終引發氧化應激[6]。氧化應激對中樞神經系統具有獨特的敏感性，缺血和缺氧引起的氧化應激可損傷海馬區的神經元[7, 8]。目前，海馬區是與空間學習和記憶密切相關的大腦區域，大多數關于OSA與認知功能相關性的研究都集中在海馬區的CA1區域[9, 10, 11]。核因子-紅細胞2相關因子2（Nrf2）/血紅素加氧酶-1（HO-1）信號通路是體內重要的內源性抗氧化應激通路[12]。缺血和缺氧等因素可導致體內氧化應激，破壞氧化還原平衡，從而激活Nrf2，使其從Keap1釋放并轉運至細胞核，與核抗氧化反應元件（ARE）結合，調控下游目標基因HO-1的轉錄。這一過程增強了GSH-Px和SOD等抗氧化酶的活性，減少了脂質過氧化，發揮抗氧化作用[13, 14]。研究表明，包括白藜蘆醇、槲皮素、枸杞多糖和姜黃素在內的多種天然產物提取物可以激活Nrf2。激活的Nrf2可調節多種下游抗氧化因子，維持體內氧化還原平衡，發揮神經保護作用[15, 16, 17, 18]。利拉魯肽可以激活Nrf2/HO-1軸并抑制MAPK/NF-κB信號通路，從而緩解小鼠的OSA相關認知障礙[19]。TGF-β3與TGF-βRI結合可激活Nrf2/KEAP1/HO-1通路，保護神經元免受間歇性缺氧引起的氧化應激和細胞凋亡[20]。這些研究表明，Nrf2/HO-1通路的激活可能參與對間歇性缺氧引起的神經系統損傷的神經保護。因此，Nrf2/HO-1信號通路在分析間歇性缺氧引起的認知障礙的保護機制方面具有潛在價值。DL-3-n-丁基鄰苯二甲酸酯（NBP）是從芹菜種子中提取的天然藥物，廣泛用于缺血性中風的臨床治療，具有顯著的抗氧化作用，能夠保護神經元并改善學習和記憶功能[21, 22]。研究表明，NBP可以激活Nrf2/HO-1信號通路，增強抗氧化酶SOD的抗氧化活性，抑制脂質過氧化產物引起的腦部氧化應激反應，從而減輕缺血性中風中的神經損傷[23]。同時，也有研究發現NBP通過激活Nrf2/HO-1通路緩解大鼠因睡眠剝奪引起的認知障礙[24]。這些研究表明，Nrf2/HO-1通路的激活可能是NBP發揮神經保護作用的重要機制。然而，NBP是否通過Nrf2/HO-1通路對間歇性缺氧引起的大鼠認知功能具有保護作用仍不清楚。在本研究中，我們假設NBP通過協同抑制海馬區的氧化應激和細胞凋亡來緩解慢性間歇性缺氧引起的認知缺陷，因此進一步探討了NBP對慢性間歇性缺氧引起的認知缺陷的影響及其潛在機制。
實驗方法
慢性間歇性缺氧（CIH）模型
成年雄性Wistar大鼠（N=36只，體重160-180克，6周齡）購自北京HFK生物技術有限公司（北京）。大鼠被隨機分為三組：對照組、CIH組和CIH+NBP組（每組12只）。對照組：暴露于正常空氣中6周；CIH組：每天暴露于5%的間歇性缺氧環境中8小時，持續6周；CIH+NBP組：每天暴露于5%的間歇性缺氧環境中8小時，并同時給予NBP治療（CSPC制藥集團提供）。NBP對CIH大鼠認知功能的影響
采用MWM測試評估NBP對CIH大鼠認知功能的影響。結果表明，NBP顯著改善了間歇性缺氧大鼠的認知缺陷（見圖1）。在空間導航任務中，三組大鼠的總游程長度和逃逸潛伏期存在顯著的時間組間交互作用（P<0.05），而游泳速度則沒有顯著的時間組間交互作用。討論
OSA是一種常見的睡眠相關呼吸障礙，常導致神經行為認知和記憶能力受損[25]。目前，持續正壓通氣（CPAP）是OSA的首選治療方法，可糾正患者的間歇性缺氧，從而減輕其氧化應激，最終改善認知功能障礙[26]。然而，部分患者仍無法耐受或長期使用CPAP治療。作者貢獻聲明
季艷艷：項目管理和方法學設計。王麗敏：監督。黃超：資源協調和項目管理。傅新月：數據驗證和調查。王媛：數據驗證和軟件處理。郭秀華：寫作、審稿與編輯、數據管理。張星月：項目管理和調查。張盼盼：初稿撰寫、數據管理和概念構建。韓曉青：數據可視化、調查和正式分析。倫理聲明
該動物實驗已獲得華北科技大學的機構動物護理和使用委員會的批準。所有參與研究的動物均獲得了其所有者的書面知情同意。利益沖突
作者聲明本研究未涉及任何可能被視為潛在利益沖突的商業或財務關系。出版商聲明
本文所述內容僅代表作者個人觀點，不代表其所屬機構、出版商、編輯或審稿人的立場。本文可能提及的任何產品或制造商的聲明均不代表出版商的立場或保證。資助信息
本研究得到了河北省自然科學基金（項目編號：H2024209016）的支持。利益沖突聲明
作者聲明本研究未涉及任何可能被視為潛在利益沖突的商業或財務關系。
