缺血性中风(IS)是一种由脑部血流紊乱引起的急性脑血管事件,导致缺血、缺氧和随后的神经元坏死(Pan等人,2021年)。这一病理生理过程与多种神经系统缺陷相关,使IS成为全球脑血管疾病负担的主要因素。由于其高发病率、复发率、致残率和死亡率以及巨大的医疗成本,IS的影响不仅限于损害患者的生活质量,还给患者家庭和社会经济系统带来了巨大负担(Lv等人,2024年;Pu等人,2023年;Wu等人,2020年)。
神经炎症反应是脑梗死后缺血级联反应中的核心事件(Dirnagl等人,1999年;Li等人,2020年;Zhang等人,2018年)。作为关键的炎症调节因子,髓系细胞上表达的触发受体1(TREM-1)在中脑动脉阻塞(MCAO)后4.5小时内在小鼠的肠道髓系细胞、外周血和大脑中显著上调,从而加剧肠道和大脑的炎症,加重脑缺血损伤(Liu等人,2019年)。TREM-1激活脾酪氨酸激酶(SYK),进而触发下游信号通路,包括CARD9/NF-κB轴和NOD样受体蛋白3(NLRP3)/ASC/Caspase-1通路(Shi等人,2022年;Xu等人,2019年)。这些通路共同放大了IS后的神经炎症损伤,突显了TREM-1在驱动IS相关病理过程中的作用。
色氨酸(TRP)代谢在多种神经系统疾病中具有治疗潜力,包括抑郁症、缺血性脑损伤和阿尔茨海默病(Xue等人,2023年)。TRP的代谢产物,如犬尿氨酸(KYN)、犬尿氨酸酸(KYNA)和喹啉酸(QA),在维持肠道屏障完整性、免疫调节和神经保护方面发挥着重要作用。值得注意的是,TRP-KYN通路(TKP)是与IS中的神经炎症网络相互关联的关键代谢轴(Cogo等人,2021年;Li等人,2022年;Peesh等人,2025年)。
TREM-1介导的炎症通路与TKP代谢相互作用。吲哚胺2,3-双加氧酶1(IDO-1)是TKP的主要限速酶,它会导致TRP缺乏状态,这种状态可通过色氨酸-tRNA合成酶1(WARS1)来逆转。值得注意的是,WARS1还通过TLR2和TLR4信号通路进一步增强免疫反应,从而将IDO-1介导的代谢紊乱与TREM-1依赖的炎症放大联系起来(Nguyen等人,2020年)。
大黄(Rheum tanguticum(Maxim. ex Regel)Balf.、Rheum palmatum L. 或 Rheum officinale Baill.,简称RR)是一种传统草药,在临床中用于治疗IS(Liu等人,2003年;Lu等人,2014年;Wang等人,2006年)。先前的研究显示,大黄的使用可降低MCAO大鼠的神经功能缺陷评分和脑梗体积,并调节肠道微生物群组成。具体而言,大黄减少了致病菌(如Fournierella和Bilophila)的数量,同时增加了有益菌(如Enterorhabdus、Defluviitaleaceae、Christensenellaceae和Lachnospira)的数量(Liu等人,2024年)。已经建立了Fournierella、Bilophila和Lachnospira与TRP代谢之间的关联(Li等人,2024年;Luo等人,2024年;Wang等人,2022a;Yuan等人,2023年)。然而,大黄是否通过调节TRP代谢或与TRP代谢相关的神经炎症来缓解IS仍不清楚。
本研究旨在探讨大黄是否通过靶向IDO-1/TREM-1通路来调节TRP代谢和神经炎症从而缓解IS。我们采用了一种综合方法,结合靶向代谢组学和表面等离子体共振(SPR)以及基于细胞的验证实验来验证这一机制,并鉴定具有治疗作用的活性化合物,以阐明其在IS中的分子机制,并为转化应用提供依据。