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Borneol-Edaravone（BE）在MCAO大鼠模型中显示优于Edaravone的神经保护效果，通过抑制小胶质细胞和星形胶质细胞过度活化、降低3-NT和4-HNE等氧化应激标志物，减少脑梗死体积并改善运动功能，且具有更宽的治疗时间窗（6小时后仍有效）。
庄学峰|张涛|曾月琴|单珍楠|黄俊林|顾娟华|蒲立进|周新福|罗海云
昆明医科大学基础医学院及第一附属医院，中国昆明
摘要
背景
borneol-Edaravone是一种结合了borneol和Edaravone的衍生物，在大鼠中脑动脉阻塞（MCAO）模型中评估了其神经保护和抗炎作用，并将其效果与单独使用Edaravone进行了比较。
方法
borneol-Edaravone通过腹腔注射（IP）每日两次给药，从卒中诱导后6小时开始，持续7天。评估了卒中后的结果，包括感觉运动功能、神经保护和炎症标志物。
结果
作为抗炎剂，borneol-Edaravone能够抑制星形胶质细胞和小胶质细胞的过度激活，减少氧化/硝化应激标志物（3-NT、4-HNE），并在改善感觉运动缺陷和减少脑梗死体积方面优于Edaravone。
结论
这些发现表明，borneol-Edaravone具有神经保护和抗炎作用，与Edaravone相比，其治疗窗口从4.5小时延长到了6小时，可能提供更强的保护效果。
引言
卒中是全球第二大死亡原因，也是导致长期残疾的主要因素。缺血性卒中占所有卒中病例的80%以上，是由于脑动脉阻塞导致脑血流受限引起的。随后的缺血级联反应会引发氧化应激、神经炎症、线粒体功能障碍、兴奋性毒性以及细胞凋亡，最终导致神经元死亡和神经功能障碍（Sifat等人，2017；Scherbakov等人，2017；Kim等人，2016）。在脑缺血期间，梗死核心区域的神经元主要发生坏死，而缺血半影区的神经元则主要发生凋亡（MacManus等人，1995；Uzdensky，2019）。因此，保护缺血半影区的神经元免于凋亡已成为治疗脑缺血的关键目标。目前，缺血性卒的主要治疗方法包括使用组织型纤溶酶原激活剂（tPA）进行溶栓治疗和机械取栓术（Kleindorfer等人，2008）。然而，这些干预措施受到狭窄的治疗时间窗口和较高的出血并发症风险的限制（Wardlaw等人，2009）。为了克服当前缺血性卒中干预措施的局限性，神经保护剂被认为是一种有前景的治疗手段。
星形胶质细胞和小胶质细胞是中枢神经系统中的两种关键胶质细胞，它们分布在神经元周围，在提供营养支持、促进修复和提供保护方面发挥着重要作用。它们的激活和增殖在脑缺血后几天内达到高峰（Lalancette-Hébert等人，2007）。过度激活的星形胶质细胞和小胶质细胞会释放大量的促炎细胞因子、活性氧（ROS）和活性氮物种（RNS），从而加剧神经元损伤。ROS和RNS之间的相互作用会放大它们的毒性作用，导致蛋白质中的酪氨酸残基形成3-硝基酪氨酸（3-NT）。这反过来又会损害线粒体功能并损伤DNA（Tao等人，2014；Muijsers等人，1997）。过量的ROS还会攻击膜脂质中的多不饱和脂肪酸，从而引发脂质过氧化。其中一个副产物4-羟基壬烯醛（4-HNE）会与DNA、蛋白质和磷脂等亲核物质反应，从而损害神经元成分并破坏正常的神经元功能（Zheng等人，2013；Siddiqui等人，2010）。
Edaravone（3-甲基-1-苯基-2-吡唑啉-5-酮，EDA）是一种自由基清除剂，在日本和中国被批准用于治疗急性缺血性卒中和肌萎缩侧索硬化症（Yoshino和Kimura，2006）。尽管EDA在临床上得到广泛应用，但它的疗效受到生物利用度低、半衰期短、治疗时间窗口狭窄以及潜在的不良反应（包括肾毒性和溶血）的限制（Abe等人，2007；Hishida，2007；van der Aa等人，2011）。因此，迫切需要基于Edaravone结构的新化合物，以增强疗效并降低毒性。
通过多轮筛选，通过将borneol与Edaravone的化学结构结合，合成了borneol-Edaravone（BE）。本研究使用中脑动脉阻塞（MCAO）大鼠模型比较了EDA和BE的治疗效果，以确定BE在卒中后是否提供更强的神经保护。此外，我们还研究了BE促进大鼠MCAO后神经恢复的机制。
部分内容
动物方法
本实验的所有相关操作均获得了昆明医科大学伦理委员会的批准（编号kmmu2020201）。健康成年雄性Sprague–Dawley大鼠（250–280克，n=80只）由湖南Slark Jingda实验动物公司提供，饲养条件为室温25°C、湿度45%，自然光照时间为12小时，持续1周。大鼠被随机分为六组：对照组、模型组（通过IP给予相同体积的BE溶剂）、BE组（剂量分别为0.36、0.72和2.2毫克/千克）
BE减轻了脑梗死体积并促进了卒中后的感觉运动功能恢复
使用TTC染色定量测量脑梗死体积，以评估BE对卒中的影响。TTC染色后，缺血性脑梗死区域呈现淡色，正常区域呈现亮红色（图1A）。BE处理后，我们发现BE组的脑梗死面积在3天时显著减少，且这种效果与剂量呈正相关（尤其是2.2毫克/千克剂量组，p<0.001，n=5）。
进行了一系列行为测试以探讨BE的效果
讨论
本研究比较了Edaravone（EDA）和Borneol-Edaravone（BE）在大鼠MCAO模型中的治疗效果，结果表明，特别是在0.72和2.2毫克/千克的剂量下，BE即使在卒中后6小时给药也能提供更强的神经保护。BE在7天时显著改善了感觉运动功能，减少了脑梗死体积，并降低了神经元凋亡，这反映了早期效果。此外，虽然需要进一步的研究来确定最佳治疗时间点
局限性
因此，在临床应用之前，还需要进行更多的药代动力学、毒理学和长期疗效研究。此外，尽管谷氨酸和内皮素-1介导的兴奋性毒性和血管收缩被认为是缺血和再灌注过程中的核心机制（Giuffrida和Rustioni，1989；Giuffrida等人，1992），但本研究并未直接检测内皮素-1水平或兴奋性氨基酸的积累。因此，我们的机制解释应
预告文本
borneol-Edaravone是一种结合了borneol和Edaravone的新化合物，在大鼠中脑动脉阻塞（MCAO）模型中评估了其神经保护和抗炎潜力。从卒中后6小时开始通过腹腔注射给药，持续7天，borneol-Edaravone显著改善了感觉运动功能恢复，减少了脑梗死体积，并抑制了星形胶质细胞和小胶质细胞的过度激活。此外，它还减轻了氧化和硝化应激
资助
本研究得到了国家自然科学基金（编号82260242，获得者：罗海云）、云南省应用基础研究项目（编号2019FA031，获得者：罗海云）、云南省科技厅和昆明医科大学的应用基础研究联合项目（编号202301AY070001–018，获得者：罗海云）以及云南省心血管疾病临床医学中心的应用基础项目（编号的支持
作者贡献声明
庄学峰：撰写初稿，概念构思。张涛：数据分析，概念构思。曾月琴：资金获取。单珍楠：数据管理。黄俊林：实验研究。顾娟华：方法学设计。蒲立进：监督，资金获取。周新福：撰写、审稿与编辑，监督。罗海云：撰写、审稿与编辑，监督，资金获取。
