抑制磷酸二酯酶4可降低脑缺血/再灌注损伤后的水通道蛋白4表达、减轻星形胶质细胞肿胀

我们的既往研究已显示磷酸二酯酶4(PDE4)抑制剂对大鼠中脑动脉闭塞/再灌注(MCAO/R)后的神经元损伤具有保护作用。然而,PDE4对脑水肿和星形胶质细胞肿胀的影响尚不清楚。在本研究中,我们发现通过Roflumilast(Roflu)抑制PDE4可以减轻大鼠缺血再灌注后的脑水肿、降低脑组织含水量。Roflu减少了水通道蛋白4(AQP4)的表达,而磷酸化蛋白激酶B(Akt)和叉头框蛋白O3a(FoxO3a)的水平增加。此外,Roflu减少原代星形胶质细胞在糖氧剥夺/再灌注(OGD/R)后的细胞体积和AQP4的表达。同样,PDE4B敲低显示出与PDE4抑制相似的作用;而PDE4B过表达可以减少PDE4B敲低对AQP4表达的抑制作用。本研究还发现,Roflu对AQP4表达和细胞体积的影响可以被Akt抑制剂MK2206阻断。神经炎症和星形胶质细胞激活是在卒中病理生理的机制之一,所以本研究用白细胞介素-1β(IL-1β)处理原代星形胶质细胞。结果显示,经IL-1β处理的星形胶质细胞表现出AQP4和磷酸化Akt及FoxO3a减少。Roflu显著降低了AQP4表达,这伴随着Akt和FoxO3a磷酸化的增加。此外,FoxO3a的过表达部分逆转了Roflu对AQP4表达的影响。本研究结果显示,PDE4抑制通过Akt/FoxO3a/AQP4通路限制了缺血诱导的脑水肿和星形胶质细胞肿胀。PDE4是脑缺血后脑水肿的一个有潜力的干预目标。