抑制磷酸二酯酶4通过调控内质网应激对抗缺血性脑损伤

目的抑制磷酸二酯酶4(PDE4)可减少缺血性脑损伤导致的神经元死亡,然而机制还不清楚。本研究旨在确定抑制PDE4对缺血性脑损伤保护作用的机制。方法在HT-22细胞及原代皮质神经元上构建OGD模型,Western印迹法观察相关蛋白水平的变化,Co-IP实验观察肌醇依赖酶1α(IRE1α)以及肿瘤坏死因子受体相关因子2(TRAF2)的相互作用。在SD大鼠上构建MCAO导致的局灶性脑缺血动物模型,采用TTC染色检测脑梗死体积,Fluoro-JadeC染色实验观察缺血半暗带区神经元凋亡,滚轴实验和胶带黏附实验观察大鼠的运动功能障碍。结果抑制PDE4可减少SD大鼠脑梗死的体积,减少缺血半暗带区神经元凋亡以及改善SD大鼠的运动功能障碍。抑制PDE4或敲低PDE4B可逆转OGD诱导的HT-22细胞凋亡。抑制PDE4可降低SD大鼠缺血半暗带区内质网应激相关蛋白的表达。过表达PDE4B可上调内质网应激,而敲低PDE4B或抑制PDE4可对抗OGD诱导的HT-22细胞内质网应激。抑制PDE4可促进OGD诱导的核因子红系2相关因子2(NFE2L2,Nrf-2)核转位,并降低氧化应激水平。抑制PDE4可增加蛋白激酶B和糖原合酶激酶3β(GSK3β)的磷酸化水平,而过表达GSK3β组成性激活质粒GSK3β(S9A)可消除抑制PDE4对Nrf-2核转位、氧化应激和内质网应激的影响。Nrf-2抑制剂ML385、敲低Nrf-2以及下游靶蛋白HO-1均可阻断抑制PDE4的保护作用。抑制PDE4可减少IRE1α与TRAF2的相互作用,并减弱c-Jun N端激酶的磷酸化水平。抑制PDE4在原代皮质神经元中产生了与上述一致的保护作用。结论抑制PDE4可以通过激活Nrf-2保护内质网应激诱导的损伤,从而恢复内质网稳态并防止神经元死亡。