Effects of scutellarin on neuroinflammation in rats with traumatic brain injury by regulating cGAS/STING signaling pathway

SONG Yu; SONG Mingming; WEI Zhixuan; WANG Haijun

doi:10.6039/j.issn.1001-0408.2023.17.11

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Effects of scutellarin on neuroinflammation in rats with traumatic brain injury by regulating cGAS/STING signaling pathway

更新时间：2025-09-25

- Effects of scutellarin on neuroinflammation in rats with traumatic brain injury by regulating cGAS/STING signaling pathway
- ZHONGGUO YAOFANG Vol. 34, Issue 17, Pages: 2107-2112(2023)
- 作者机构：
  
  1.南阳医学高等专科学校第一附属医院神经外科，河南南阳　473000
  2.南阳医学高等专科学校第三附属医院神经外科，河南南阳　473007
  3.华中科技大学协和医院神经外科，武汉　430022
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.6039/j.issn.1001-0408.2023.17.11
  CLC： R965
- Received：11 April 2023，
  
  Revised：2023-07-24，
  
  Accepted：25 July 2023，
  
  Published：15 September 2023
- 稿件说明：
移动端阅览
宋宇,宋明明,魏志玄,等.灯盏花乙素调节cGAS/STING信号通路对创伤性脑损伤大鼠神经炎症的影响[J].中国药房,2023,34(17):2107-2112.

SONG Yu,SONG Mingming,WEI Zhixuan,et al.Effects of scutellarin on neuroinflammation in rats with traumatic brain injury by regulating cGAS/STING signaling pathway[J].ZHONGGUO YAOFANG,2023,34(17):2107-2112.
宋宇,宋明明,魏志玄,等.灯盏花乙素调节cGAS/STING信号通路对创伤性脑损伤大鼠神经炎症的影响[J].中国药房,2023,34(17):2107-2112. DOI： 10.6039/j.issn.1001-0408.2023.17.11.

SONG Yu,SONG Mingming,WEI Zhixuan,et al.Effects of scutellarin on neuroinflammation in rats with traumatic brain injury by regulating cGAS/STING signaling pathway[J].ZHONGGUO YAOFANG,2023,34(17):2107-2112. DOI： 10.6039/j.issn.1001-0408.2023.17.11.

摘要

目的

探讨灯盏花乙素（Scu）改善创伤性脑损伤（TBI）大鼠神经炎症的作用及机制。

方法

采用改良Feeney法构建TBI大鼠模型。将成模大鼠随机分为TBI组、Scu低剂量组（40 mg/kg）、Scu高剂量组（80 mg/kg）和环鸟苷酸-腺苷酸合成酶（cGAS）抑制剂组（cGAS抑制剂RU.521，450 μg/kg），每组24只；另取24只大鼠作为假手术组。采用改良神经功能缺损评分（mNSS）法评估大鼠神经功能；以干/湿比重法测定大鼠脑含水量；以苏木素-伊红、原位末端标记染色法观察大鼠脑组织病理学变化和细胞凋亡情况；采用酶联免疫吸附检测法测定大鼠脑组织中β干扰素（IFN-β）、CXC趋化因子配体10（CXCL10）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）、白细胞介素6（IL-6）含量；以Western blot法检测大鼠脑组织中cGAS/干扰素基因刺激蛋白（STING）信号通路相关蛋白的表达情况。

结果

与假手术组比较，TBI组大鼠的mNSS，脑含水量，脑组织细胞凋亡率，IFN-β、CXCL10、TNF-α、IL-6含量和cGAS、STING蛋白相对表达水平均显著升高（

＜0.05）；脑组

织存在水肿、出血、神经元病理学损伤。与TBI组比较，各给药组大鼠的上述指标及病理变化均显著改善（

＜0.05），且Scu的作用具有剂量依赖性（

＜0.05），而Scu高剂量组和cGAS抑制剂组大鼠上述指标比较差异均无统计学意义（

＞0.05）。

结论

Scu可能通过抑制cGAS/STING信号通路激活来减轻TBI大鼠神经炎症，减少其脑组织损伤及细胞凋亡，促进其神经功能恢复。

Abstract

OBJECTIVE

To investigate the improvement effects and mechanism of scutellarin （Scu） on neuroinflammation in rats with traumatic brain injury （TBI）.

METHODS

The modified Feeney method was applied to construct TBI rat model. The rats were randomly grouped into TBI group，Scu low-dose group （40 mg/kg），Scu high-dose group （80 mg/kg），cyclic guanylate-adenylate synthase （cGAS） inhibitor group （cGAS inhibitor RU.521，450 μg/kg），with 24 rats in each group. Other 24 rats were included in the sham operation group. The modified neurological deficit score （mNSS） method was applied to assess the neurological function of rats； the brain water content of rats was measured by dry/wet specific gravity method； hematoxylin-eosin and TdT-mediated dUTP nick-end labeling staining were applied to observe the pathological changes and apoptosis of brain tissue in rats； the levels of interferon-β （IFN-β），CXC chemokine ligand-10 （CXCL10），tumor necrosis factor-α （TNF-α） and interleukin-6 （IL-6） in rat brain tissue were detected by enzyme-linked immunosorbent assay； Western blot method was applied to detect the expression of cGAS/interferon gene stimulating protein （STING） signal pathway-related proteins in brain tissue of rats.

RESULTS

Compared with the sham operation group，the mNSS，brain water content，apoptosis rate，the contents of IFN-β，CXCL10，TNF-α and IL-6，and the relative expressions of cGAS and STING proteins in TBI group increased significantly （

＜0.05）； there were edema，bleeding and pathological damage to neurons in the brain tissue. Compared with TBI group，the above indicators and pathological

changes of rats in administration groups were improved significantly （

＜0.05），and the effect of Scu was in a dose-dependent manner （

＜0.05）； however，there was no statistically obvious difference in the above indicators between the Scu high-dose group and the cGAS inhibitor group （

＞0.05）.

CONCLUSIONS

Scu may alleviate neuroinflammation，reduce brain tissue damage and apoptosis，and promote the recovery of neural function in TBI rats by inhibiting the activation of cGAS/STING signaling pathway.

关键词

Keywords

references

CAPIZZI A ， WOO J ， VERDUZCO-GUTIERREZ M . Traumatic brain injury：an overview of epidemiology，pathophysiology，and medical management [J ] . Med Clin North Am ， 2020 ， 104 （ 2 ）： 213 - 238 .

WILES M D . Management of traumatic brain injury：a narrative review of current evidence [J ] . Anaesthesia ， 2022 ， 77 （ Suppl 1 ）： 102 - 112 .

揭娟，杨莉，沈俊，等 . 右美托咪定抑制NF-κB核易位减轻大鼠创伤性脑损伤神经炎症 [J ] . 中华急诊医学杂志， 2022 ， 31 （ 5 ）： 644 - 649 .

HU J ， WANG X ， CHEN X J ， et al . Hydroxychloroquine attenuates neuroinflammation following traumatic brain injury by regulating the TLR4/NF-κB signaling pathway [J ] . J Neuroinflammation ， 2022 ， 19 （ 1 ）： 71 .

HOPFNER K P ， HORNUNG V . Molecular mechanisms and cellular functions of cGAS-STING signalling [J ] . Nat Rev Mol Cell Biol ， 2020 ， 21 （ 9 ）： 501 - 521 .

BARRETT J P ， KNOBLACH S M ， BHATTACHARYA S ， et al . Traumatic brain injury induces cGAS activation and type Ⅰ interferon signaling in aged mice [J ] . Front Immunol ， 2021 ， 12 ： 710608 .

FRITSCH L E ， JU J ， GUDENSCHWAGER BASSO E K ， et al . Type Ⅰ interferon response is mediated by NLRX1-cGAS-STING signaling in brain injury [J ] . Front Mol Neurosci ， 2022 ， 15 ： 852243 .

ZHANG T M ， WANG K ， FAN H ， et al . Ameliorative effect of scutellarin on acute alcohol brain injury in mice [J ] . J Zhejiang Univ Sci B ， 2022 ， 23 （ 3 ）： 258 - 264 .

施偲，杨博宁，罗毅，等 . 灯盏花乙素通过调节线粒体融合：分裂平衡抑制氧糖剥夺/复糖复氧诱导的N2a细胞焦亡 [J ] . 中国医院药学杂志， 2022 ， 42 （ 21 ）： 2253 - 2257 .

ZHANG Y M ， ZHANG Z ， WANG J ， et al . Scutellarin alleviates cerebral ischemia/reperfusion by suppressing oxidative stress and inflammatory responses via MAPK/NF-κB pathways in rats [J ] . Environ Toxicol ， 2022 ， 37 （ 12 ）： 2889 - 2896 .

李守信，翟秀丽，丁宁，等 . 维生素K 2 对大鼠创伤性脑损伤的影响及其与NLRP3炎症小体的关系 [J ] . 中华麻醉学杂志， 2022 ， 42 （ 3 ）： 338 - 341 .

王星，余万，黄保胜 . 异甘草素通过TLR4-TBK1-IKKε信号通路对创伤性脑损伤大鼠脑内炎症反应的影响 [J ] . 安徽医科大学学报， 2021 ， 56 （ 2 ）： 277 - 282 .

GAMDZYK M ， DOYCHEVA D M ， ARAUJO C ， et al . cGAS/STING pathway activation contributes to delayed neurodegeneration in neonatal hypoxia-ischemia rat model：possible involvement of LINE-1 [J ] . Mol Neurobiol ， 2020 ， 57 （ 6 ）： 2600 - 2619 .

吴颖，王敏纯，廖卫国，等 . 毛蕊异黄酮苷通过SIRT1通路对缺血性脑损伤大鼠的保护作用及机制 [J ] . 中药新药与临床药理， 2022 ， 33 （ 9 ）： 1163 - 1169 .

ZHENG R Z ， LEE K Y ， QI Z X ， et al . Neuroinflammation following traumatic brain injury：take it seriously or not [J ] . Front Immunol ， 2022 ， 13 ： 855701 .

SULHAN S ， LYON K A ， SHAPIRO L A ， et al . Neuroinflammation and blood-brain barrier disruption following traumatic brain injury：pathophysiology and potential therapeutic targets [J ] . J Neurosci Res ， 2020 ， 98 （ 1 ）： 19 - 28 .

ZHANG S J ， WEI D F ， LV S ， et al . Scutellarin modulates the microbiota-gut-brain axis and improves cognitive impairment in APP/PS1 mice [J ] . J Alzheimers Dis ， 2022 ， 89 （ 3 ）： 955 - 975 .

CHEN H L ， JIA W J ， LI H E ， et al . Scutellarin exerts anti-inflammatory effects in activated microglia/brain macrophage in cerebral ischemia and in activated BV-2 micro- glia through regulation of MAPKs signaling pathway [J ] . Neuromolecular Med ， 2020 ， 22 （ 2 ）： 264 - 277 .

DENG M Z ， SUN J B ， PENG L L ， et al . Scutellarin acts on the AR-NOX axis to remediate oxidative stress injury in a mouse model of cerebral ischemia/reperfusion injury [J ] . Phytomedicine ， 2022 ， 103 ： 154214 .

LU L ， YANG L K ， YUE J ， et al . Scutellarin alleviates depression-like behaviors induced by LPS in mice partially through inhibition of astrocyte-mediated neuroinflammation [J ] . Neurosci Lett ， 2021 ， 765 ： 136284 .

LIU J L ， CHEN H Y ， LIN X Y ， et al . Melatonin suppresses cyclic GMP-AMP synthase-stimulator of interferon genes signaling and delays the development of hearing loss in the C57BL/6J presbycusis mouse model [J ] . Neuroscience ， 2023 ， 517 ： 84 - 95 .

WU J X ， CHEN H G ， GUO T T ， et al . Sesamol alleviates manganese-induced neuroinflammation and cognitive impairment via regulating the microglial cGAS-STING/NF-κB pathway [J ] . Environ Pollut ， 2023 ， 319 ： 120988 .

JIN M H ， SHIWAKU H ， TANAKA H ， et al . Tau activates microglia via the PQBP1-cGAS-STING pathway to promote brain inflammation [J ] . Nat Commun ， 2021 ， 12 （ 1 ）： 6565 .

LIAO Y J ， CHENG J B ， KONG X X ， et al . HDAC3 inhibition ameliorates ischemia/reperfusion-induced brain injury by regulating the microglial cGAS-STING pathway [J ] . Theranostics ， 2020 ， 10 （ 21 ）： 9644 - 9662 .

DING R ， LI H Y ， LIU Y Q ， et al . Activating cGAS-STING axis contributes to neuroinflammation in CVST mouse model and induces inflammasome activation and microglia pyroptosis [J ] . J Neuroinflammation ， 2022 ， 19 （ 1 ）： 137 .

Views

181

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

No data

Related Author

No data

Related Institution

No data

⁰