本研究旨在评估人参皂苷Rg1（ginsenoside Rg1，Rg1）是否对颅脑照射（cranial irradiation）所致海马损伤及认知功能下降具有保护作用，并通过转录组学分析探索其潜在的长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）介导机制。在体实验中，64只雄性C57BL/6J小鼠被分为四组（对照组、照射组、照射+Rg1组及Rg1单独组；n=16）。照射+Rg1组和Rg1单独组小鼠接受Rg1腹腔注射（20 mg/kg）30天，随后照射组和照射+Rg1组接受5 Gy全脑X射线照射。分别于照射后30天和90天收集海马组织。Morris水迷宫用于评估空间学习记忆能力；免疫荧光染色用于评价海马神经发生；ELISA用于检测炎症因子。离体实验中，HT22细胞被分为六组（对照组、照射组、照射+不同浓度Rg1[20、40、80 μg/mL]组及照射+SB 216763阳性对照组），照射组接受5 Gy X射线照射。采用siRNA沉默技术验证候选lncRNA在HT22细胞中的功能。结果显示，Rg1于照射后90天改善空间记忆能力，缩短逃避潜伏期（照射组：11.44±0.86 vs. 照射+Rg1组：6.49±0.88，t=4.40，P<0.05）；Rg1增强神经发生（BrdU+/DCX+细胞数：照射组：8.00±2.08 vs. 照射+Rg1组：40.30±4.81，t=6.34，P<0.05），降低IL-1β水平（照射组：50.43±1.19 vs. 照射+Rg1组：33.35±0.57，t=13.70，P<0.05）。转录组学分析鉴定ENPP2-AS为一种新型辐射响应性lncRNA，可被Rg1下调；其敲低可减少下游靶点（Enpp2和Ttr）并重现HT22细胞中的抗氧化和抗炎效应。综上所述，人参皂苷Rg1通过下调ENPP2-AS以减轻氧化应激和炎症，从而缓解辐射诱导的海马损伤及认知功能障碍。
**研究背景与问题**
颅脑放射治疗是治疗脑肿瘤不可或缺的手段，但不可避免地使邻近正常脑组织暴露于电离辐射之下。辐射诱导认知功能障碍（radiation-induced cognitive dysfunction，RICD）是患者长期生存质量受损的重要晚期并发症，超过50%的患者在全脑或部分脑放射治疗6个月内出现可测量的认知缺陷，包括记忆丧失、处理速度减慢和执行功能障碍。这些认知缺陷源于海马：辐射在海马神经元及齿状回（subgranular zone，SGZ）神经干/祖细胞（neural stem/progenitor cells，NSPCs）中产生氧化应激和DNA损伤，激活小胶质细胞并升高促炎因子，引发慢性神经炎症级联反应，抑制神经发生、促进凋亡并侵蚀突触功能。现有神经保护方案存在明显不足：氨磷汀（amifostine）虽能清除自由基，但其全身毒性和较差的血脑屏障穿透性限制了神经保护应用；美金刚（memantine）作为NMDA受体拮抗剂，虽在关键临床试验中延缓认知衰退，但主要作用于症状而非根本的氧化损伤、炎症或神经发生障碍。因此，亟需一种能同时针对氧化应激、炎症和神经发生且具有适合长期给药安全性特征的多靶点药物。人参（Panax ginseng C.A. Meyer）作为传统中药，具有两千年的认知增益应用历史，其主要活性成分人参皂苷Rg1具有抗氧化、抗炎、抗凋亡和神经营养效应，且治疗安全窗极宽（小鼠LD
50约1,747 mg/kg，约为有效神经保护剂量的50倍）。已有研究表明Rg1可缓解肠道和造血系统的辐射损伤，并能调控lncRNA促进干细胞增殖，但其是否能预防颅脑照射引起的海马损伤和认知衰退，特别是通过超越已知抗氧化和抗炎通路的机制，尚不明确。lncRNA是细胞辐射反应的关键调控因子，影响DNA修复、炎症和细胞命运，但其在正常海马神经元中介导辐射损伤作为神经保护靶点的作用 poorly understood。因此，该研究利用全脑照射小鼠模型联合HT22海马神经元细胞系，评估Rg1对颅脑照射诱导认知衰退的神经保护效果，并探究其保护效应是否涉及辐射响应性lncRNA的调控，聚焦于新鉴定的ENPP2-AS，同时结合无偏倚的海马转录组分析以探索Rg1作用是否与全身生理或代谢通路改变相关。
**主要技术方法**
该研究采用的技术路线涵盖体内动物模型和体外细胞模型两个层面。体内实验使用64只雄性C57BL/6J小鼠（6–8周，18–20 g），分为对照组、照射组、照射+Rg1组及Rg1单独组，Rg1以20 mg/kg剂量腹腔注射预处理30天后接受5 Gy全脑X射线照射，分别于照射后30天（亚急性期，n=6）和90天（慢性期，n=10）收集样本。行为学评估采用Morris水迷宫检测空间学习记忆能力；组织学分析通过BrdU/DCX/NeuN免疫荧光三重标记评估神经发生，TUNEL和γ-H2AX免疫荧光检测凋亡和DNA损伤，DAB染色检测BDNF表达；生化检测使用试剂盒测定SOD、MDA、蛋白羰基、ROS等氧化应激指标及IL-1β、IL-6、TNF-α等炎症因子。离体实验采用HT22海马神经元细胞系，经不同浓度Rg1（20、40、80 μg/mL）预处理后接受5 Gy X射线照射，CCK-8法和克隆形成实验评估细胞活力和长期增殖能力。机制探索方面，对90天慢性期海马组织进行RNA测序（Illumina NovaSeq 6000平台），通过DESeq2进行差异表达分析，Metascape进行GO和KEGG通路富集分析，构建mRNA-lncRNA共表达网络；qRT-PCR验证关键基因表达；siRNA转染敲低ENPP2-AS后检测氧化应激和炎症指标，Western blot检测相关蛋白表达。
**研究结果**
**Rg1减轻辐射诱导的海马神经元细胞毒性**：X射线照射以剂量和时间依赖性方式降低HT22细胞活力，5 Gy被选为后续干预剂量。Rg1（20-40 μg/mL）预处理剂量依赖性地恢复照射后细胞活力，40 μg/mL时保护作用达平台期，与阳性对照SB 216763（GSK-3β抑制剂）相当。克隆形成实验证实Rg1不仅保护急性细胞活力，还支持辐射损伤后的长期克隆形成能力。机制上，Rg1逆转了照射诱导的SOD活性降低及MDA、ROS、IL-1β、IL-6、TNF-α水平升高，表明Rg1通过缓解氧化应激和炎症反应减轻辐射细胞毒性。
**Rg1预处理缓解照射小鼠的慢性全身和认知损害**：照射组小鼠照射后首周出现显著体重下降、食欲减退和精神状态差，至第7周才恢复基线体重，而Rg1预处理组2周内恢复正常体重且第8-10周显著高于照射组。器官系数显示照射组肺、睾丸和肝脏系数降低，脾脏系数升高，Rg1显著逆转睾丸系数异常。Morris水迷宫显示照射后30天各组认知行为无显著差异，但照射后90天照射组逃避潜伏期显著延长、平台穿越次数减少、目标象限时间缩短，Rg1预处理显著改善这些认知缺陷，恢复至对照组水平。
**Rg1改善海马氧化应激、炎症和神经发生损伤**：照射后30天和90天，照射组海马SOD活性显著降低，MDA、蛋白羰基及IL-1β、IL-6、TNF-α水平升高，Rg1预处理有效逆转这些变化。神经发生方面，照射组DCX
+/BrdU
+（新生未成熟神经元）和NeuN
+/BrdU
+（新生成熟神经元）数量显著减少，_pw BDNF表达下调，γ-H2AX（DNA损伤标志物）水平和TUNEL
+（凋亡细胞）数量显著增加。Rg1预处理恢复神经前体细胞数量，上调BDNF表达，减少DNA损伤和凋亡。
**海马转录组分析揭示Rg1对基因表达和代谢通路的调控作用**：主成分分析显示四组明显分离。差异表达基因分析鉴定了大量照射相关和Rg1响应的差异表达基因。KEGG分析显示照射显著调控蛋白质消化和醚脂代谢等代谢相关通路，Rg1预处理逆转了这些代谢通路相关基因的表达。GO分析表明Rg1敏感基因与从全身生理功能（如眼发育、肾脏系统过程）到细胞组分的多种生物学过程相关。
**鉴定和验证关键辐射响应性lncRNA ENPP2-AS**：构建差异表达mRNA和lncRNA的共表达网络，鉴定出关键枢纽分子——lncRNA MSTRG.9398.1，其节点度为25，与Enpp2和Ttr等基因强共表达。鉴于其位于Enpp2基因下游约25 kb的反义链上，被命名为ENPP2-AS（ENPP2-associated sequence）。qRT-PCR验证显示颅脑照射显著上调海马ENPP2-AS和Enpp2 mRNA表达，下调Ttr mRNA表达，Rg1预处理有效逆转这些基因表达变化，确立了ENPP2-AS/Enpp2/Ttr轴在Rg1神经保护效应中的相关性。
**ENPP2-AS敲低在体外重现Rg1的保护效应**：ENPP2-AS siRNA敲低显著降低照射诱导的Enpp2和Ttr mRNA及蛋白表达上调。功能上，ENPP2-AS敲低增强照射细胞的抗氧化能力（SOD、GSH-Px、CAT活性升高，MDA和ROS降低），显著减少IL-1β、IL-6和TNF-α分泌，这些效应与Rg1预处理诱导的保护表型高度一致。
**讨论总结**
该研究证实人参皂苷Rg1可缓解颅脑照射诱导的慢性海马损伤和认知衰退，通过多靶点机制涉及氧化应激缓解、神经炎症抑制和神经发生促进。研究创新性地鉴定了lncRNA ENPP2-AS作为Rg1的关键下游介质，其下调对Rg1的保护作用至关重要，体外敲低实验证实了这一点。值得注意的是，Rg1的保护效应可能涉及全身代谢调节，转录组数据显示其关联于更广泛的生理过程如眼发育和肾脏系统过程的调控。研究还发现颅脑照射引起远端未暴露组织器官系数变化（肺、睾丸、肝脏系数降低，脾脏系数升高），提示局部脑照射的全身效应，而Rg1对睾丸系数的逆转作用提示其潜在的远端器官保护效应，这与该课题组另一项关于Rg1通过SCF/PI3K/Akt/mTOR通路缓解颅脑照射诱导睾丸损伤的研究一致。机制上，Enpp2编码的自毒素（autotaxin）生成溶血磷脂酸（lysophosphatidic acid）——一种调节神经发生、胶质激活和神经炎症的脂质介质；Ttr编码的转甲状腺素蛋白（transthyretin）是甲状腺激素和视黄醇的转运体，对海马发育、突触可塑性和认知功能至关重要。ENPP2-AS通过调控Enpp2和Ttr的表达，整合抗炎、抗氧化和促神经发生效应，构成Rg1神经保护作用的新lncRNA依赖性通路。
**研究结论**
该研究证实人参皂苷Rg1显著保护小鼠免受辐射诱导的慢性海马损伤和认知衰退。这些神经保护效应通过多靶点机制介导，包括缓解氧化应激、神经炎症和促进神经发生。关键发现是鉴定了新型lncRNA ENPP2-AS作为关键下游介质，Rg1对其下调对其保护作用至关重要，这一点由体外敲低实验所证实。此外，代谢通路的相关转录组变化表明其神经保护机制可能涉及全身代谢调节。综上所述，研究结果不仅阐明了Rg1疗效的一种新型lncRNA依赖性通路，而且提出ENPP2-AS作为辐射诱导脑损伤的潜在治疗靶点。
