N,N-二甲基色胺联合腹根再植术在大鼠腹根撕脱损伤中的协同神经保护作用研究

《Journal of Neurochemistry》:Combined Neuroprotective Effects of N,N-Dimethyltryptamine and Ventral Root Reimplantation Following Spinal Root Avulsion in Rats

【字体: 时间:2026年01月31日 来源:Journal of Neurochemistry 4

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  本刊推荐:本研究创新性地将传统致幻剂N,N-二甲基色胺(DMT)与腹根再植术(VRR)相结合,在脊髓腹根撕脱(VRA)模型中证实了联合治疗的协同神经保护效应。研究发现DMT(1 mg/kg)可显著提高运动神经元(MN)存活率达66%,并通过上调胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)表达、抑制小胶质细胞活化(Iba-1+)和突触素标记的突触丢失,展现多靶点神经修复潜力。该研究为中枢/外周神经系统(CNS/PNS)接口损伤的联合治疗策略提供了新范式。

  

2 材料与方法

2.1 N,N-二甲基色胺的分离与化学表征

研究团队采用改良的酸碱提取法从含羞草根中分离DMT,并通过液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱和质子核磁共振(1H NMR)进行系统表征。LC-MS/MS分析显示提取物与标准品保留时间高度一致(Δt=0.02分钟),分子离子峰[m+H]+为189.1384,特征碎片m/z 58.0651(二甲基铵离子)和144.0807(吲哚甲基亚胺离子)证实结构正确。振动光谱明确显示吲哚环特征峰(拉曼:765/858/1003 cm-1;FTIR:742/810/863 cm-1),1H NMR谱中δ 2.46(6H, s, N-CH3)和δ 7.0-7.6(吲哚芳香质子)信号进一步验证了化合物纯度≥95%。

2.2 动物实验设计与给药方案

50只雌性Lewis大鼠行L4-L6单侧腹根撕脱术后,随机分为剂量筛选组(DMT 1/2.5/5 mg/kg腹腔注射,每日一次,持续2周)和联合治疗组(VRR手术+1 mg/kg DMT)。通过尼氏染色定量运动神经元存活率,免疫荧光检测小胶质细胞(Iba-1)、星形胶质细胞(GFAP)和突触素(Synaptophysin)表达,qPCR分析神经营养因子(GDNF、FGF-2、VEGF-A)和抗凋亡基因(Bcl-2、Bcl-xL)转录水平。

2.3 腹根再植术与纤维蛋白密封剂应用

VRR手术采用CEVAP研发的纤维蛋白密封剂(FSB),其三种组分按顺序应用:①水牛源纤维蛋白原冷冻沉淀物(3μL)、②氯化钙稀释液(2μL)、③响尾蛇毒来源的类凝血酶gyroxin(1μL)。该生物聚合物已获专利保护(BR1020140114327),具有快速聚合、生物相容性高等特点。

3 结果

3.1 DMT剂量依赖性神经保护效应

尼氏染色显示VRA术后2周, Vehicle组运动神经元存活率仅22%,而DMT治疗组呈剂量依赖性改善:1 mg/kg组存活率最高(66%,p<0.0001),显著优于2.5 mg/kg(51%)和5 mg/kg组(40%)。存活神经元均保持正常多边形胞体和树突分支形态。

3.2 胶质反应与突触可塑性调控

小胶质细胞形态学分类发现,联合治疗组 surveillant 表型(I/II型)比例显著增加(p<0.0001),而激活表型(IV/V型)减少。DMT 1 mg/kg使小胶质细胞反应性降低42%(p=0.0071),但对星形胶质细胞活化无显著影响。突触定量分析显示,VRR+DMT组突触保留率达57%,显著高于单纯VRR组(31%)和Vehicle组(21%),突触素免疫标记显示损伤侧运动神经元周围突触轮廓更完整。

3.3 基因表达谱分析

qPCR结果显示联合治疗显著上调GDNF mRNA表达(p=0.0006),而FGF-2、VEGF-A及Bcl-2/Bcl-xL未发生显著变化。这表明DMT的神经保护作用可能与特异性激活GDNF信号通路相关,而非通过调控凋亡途径。

4 讨论

本研究首次证实DMT在脊髓腹根撕脱损伤中具有多靶点神经保护作用。其机制涉及:①直接促进运动神经元存活;②通过σ-1受体(S1R)和5-HT2A受体双途径抑制小胶质细胞M1型极化;③增强GDNF介导的 trophic support;④与VRR手术产生协同效应,通过恢复神经通路连续性为轴突再生提供支架。值得注意的是,DMT在1 mg/kg剂量下效果最优,较高剂量(5 mg/kg)反而减弱保护作用,提示其疗效具有剂量依赖性。
该联合策略的创新性在于将药理干预(DMT的免疫调节和神经营养作用)与外科修复(VRR的解剖重建)有机结合,为临床治疗臂丛神经根性撕脱伤等CNS/PNS接口损伤提供了新思路。未来研究可进一步探索DMT对少突胶质细胞分化和髓鞘再生的影响,以及其通过表观遗传调控神经可塑性的深层机制。
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