科室新闻
成果发表|宣武神外张鸿祺团队《Redox Biology》揭示辅酶Q10类似物调控铁死亡和神经炎症改善SAH后脑损伤的新机制
首都医科大学宣武医院神经外科张鸿祺教授团队联合中南大学、安徽医科大学等多家单位,在蛛网膜下腔出血(SAH)相关脑损伤机制研究中取得重要进展。研究成果“A CoQ10 analog ameliorates cognitive impairment and early brain injury after subarachnoid hemorrhage by regulating ferroptosis and neuroinflammation”于2025年5月发表于《Redox Biology》(影响因子11.9,中科院1区)。该研究系统阐明了CoQ10类似物(idebenone, IDB)在SAH模型中通过调控FSP1介导的铁死亡及神经炎症,显著改善早期脑损伤(early brain injury,EBI)与认知功能障碍的分子机制。特别是发现IDB通过促进FSP1的N-肉豆蔻酰化修饰,稳定其蛋白水平,从而抑制神经元铁死亡,为SAH后脑保护治疗提供了潜在靶点和干预策略。
本文章中,宣武医院神经外科陈军辉博士后为第一作者;首都医科大学宣武医院张鸿祺教授为通讯作者、中国人民解放军联勤保障部队第904医院王玉海教授、中南大学湘雅基础医学院熊鲲教授为文章共同通讯作者。
图1 IDB介导的抗铁死亡和抗神经炎症作用对老年小鼠SAH后脑损伤的工作模型
关键词:蛛网膜下腔出血(SAH)、CoQ10类似物、SAH后脑保护治疗
01 研究背景
蛛网膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage,SAH)是致残率和病死率极高的脑血管急症,老年人术后认知功能障碍和谵妄发生率高,严重影响预后。研究发现,铁死亡(ferroptosis)作为一种新型细胞死亡方式,在SAH相关神经损伤中发挥关键作用。然而,现阶段尚缺乏针对性药物干预手段。
辅酶Q10(CoQ10)及其类似物在神经系统疾病中具有抗氧化、抗铁死亡等作用,尤其是IDB能够穿越血脑屏障,其神经保护潜力备受关注。本研究首次系统评估IDB在SAH后EBI及认知障碍中的作用及机制。
02 研究方法
本研究采用多手段、多模型交叉验证策略,通过构建老年小鼠SAH模型并结合行为学(Y迷宫、被动回避、埋藏食物等)评价认知与功能恢复;采用铁死亡激动剂Erastin和FSP1 siRNA敲低法明确FSP1在SAH后EBI中的关键作用;运用分子对接与动态模拟技术确认IDB与FSP1的稳定结合;结合体内外模型采用Western blot、流式检测、免疫荧光、TUNEL染色、电镜等技术揭示IDB的抗铁死亡和抗神经炎症机制;并通过回顾性临床数据分析证实低CoQ10水平与老年SAH患者术后认知功能障碍高度相关。
03 研究成果
主要研究结果,包括如下几点:
(1)SAH可导致老年小鼠显著认知障碍与神经功能损伤,伴随铁积聚、脂质过氧化增强、抗氧化水平下降、FSP1表达降低等铁死亡表型。
(2)IDB干预显著改善认知行为学表现,降低神经细胞死亡率,减轻脑水肿,提升生存神经元数量。
(3)IDB可上调FSP1表达、恢复其线粒体膜定位,抑制铁死亡关键因子(如GPX4、SLC7A11)下调,显著减轻神经炎症反应(IL-1β、TNF-α等减少,IL-10上调)。
(4)机制研究发现,IDB通过稳定FSP1蛋白表达,促进其N-肉豆蔻酰化修饰,增强其抗铁死亡功能;FSP1敲低或其修饰抑制剂IMP-366可逆转IDB的保护效应。
图2 IDB治疗可逆转SAH后的认知障碍和脑损伤
图3 IDB通过NMT介导的n -豆蔻酰化调控FSP1蛋白稳定性
04 研究结论及临床意义
该研究首次系统阐明CoQ10类似物IDB通过FSP1/NMT通路调控铁死亡和神经炎症,在SAH后认知功能障碍和EBI中的神经保护机制。研究结果为SAH后脑功能恢复提供了新药物候选及潜在治疗靶点,同时提示血清CoQ10水平可作为SAH预后判断新型生物标志物,具有重要临床转化价值。
第一作者
陈军辉
首都医科大学宣武医院
神经外科 博士后
博士后导师张鸿祺教授,主要从事蛛网膜下腔出血的临床和基础研究。美国USF访问学者,担任江苏省医师协会神经外科分会血管组委员、中国微循环学会转化医学专业委员会青年委员,无锡市“双百”中青年后备拔尖人才。近五年主持省部级以上课题4项,主持无锡市重点示范项目及无锡市自然科学基金4项,累计科研经费超100万。作为重要参与人获得湖北省科学技术进步奖二等奖一项,军队科技进步奖二等奖及三等奖各一项。近五年作为第一作者发表SCI论文15篇,其中ESI高被引论文2篇,累计影响因子>100分,脑血管病领域的研究成果发表Redox Biology, Journal of Neuroinflammation及Transl Stroke Res等专业杂志。
通讯作者
首都医科大学宣武医院
神经外科 主任医师 教授 博士生导师
首都医科大学宣武医院神经外科主任。国家百千万人才获得者,享受国务院政府特殊津贴。担任世界介入神经放射联合会(WFITN)执行委员,亚洲及大洋洲介入神经放射联合会(AAFITN)执行委员、中国医师协会神经介入专业委员会主任委员、中华医学会神经外科学分会常委,北京医学会神经外科分会副主委、《中国脑血管病杂志》编委、《JNIS》中文版主编。多年来,一直从事脑与脊髓血管病的外科和介入治疗,在脑动脉瘤、颅脑血管畸形、脊髓血管畸形等方面的临床和研究工作处于国内外领先水平。承担及完成“十三五”国家重点研发专项、国家自然科学基金重点国合项目等各级科研课题20项,在《Brain》《Annals of Neurology》《Angiogenesis》等学术期刊发表论著170余篇,获国家科技进步二等奖,全国先进工作者表彰。
【出诊时间:周二晚(特需门诊)】
共同通讯作者
王玉海
中国人民解放军联勤保障部队第904医院
神经外科主任 主任医师 教授
安徽医科大学 博士生导师
主任医师,教授,医学博士,安徽医科大学博士生导师,中国人民解放军联勤保障部队第904医院神经外科主任。现任世界华人医师协会颅脑创伤专业委员会副主任委员、中央军委保健委员会会诊专家、中华医学会创伤学分会神经创伤专业委员会副组长、中国医师协会神经重症专业委员会委员、江苏省神经外科专业委员会常委、江苏省神经外科重症学组组长,全军神经外科专业委员会委员等18项学术任职。Global neuro全球项目首批中国讲师团成员,《中华神经外科杂志》和《中华创伤杂志》审稿专家。先后获得获军队医疗成果二等奖6项,承担各类课题12项,其中国家自然科学基金面上项目1项、省重点课题1项,累计科研基金500余万元。发表论文200余篇,被SCI80收录篇,主编专著1部,参编专著4部。培养硕士生35名、博士生4名。多次被评为优秀党员和优秀党支部书记,个人荣立三等功1次,带领科室荣立集体三等功3次。
共同通讯作者
熊鲲
中南大学湘雅基础医学院
人体解剖学与神经生物学系
主任教授 博士生导师
中南大学湘雅基础医学院教授、博士生导师;中南大学湘雅基础医学院人体解剖学与神经生物学系主任;“眼科学”湖南省重点实验室副主任;中国神经科学学会神经损伤与修复专业委员会副主任委员、中国医药教育协会临床抗感染药物评价与管理分会副主任委员、湖南省神经科学学会副理事长。SCI期刊Curr Med Chem; CNS Neurol Disord Drug Targets;J Vis Exp和J Integr Neurosci等客座编辑,Imeta; Sci Rep; Curr Med Chem; CNS Neurol Disord Drug Targets; Neural Regen Res; World J Stem Cells; Medicine; Curr Med Sci和Med Research等编委。主持国家自然科学基金6项、湖南省自然科学基金3项(含1项重点项目),湖南省重点研发计划和卫生部吴阶平医学基金各1项。以通讯/第一作者发表SCI期刊论文80余篇(含ESI高被引论文9篇)。获得省级教学成果奖一等奖和二等奖1次,获得省级科研成果奖三等奖1次。