Цинк уменьшает ферроптоз и способствует восстановлению функций после ушиба спинного мозга посредством активации защитного пути Nrf2/GPX4

Цель: Повреждение спинного мозга сопровождается множественными патологическими процессами. Показано, что ферроптоз играет важную роль в развитии повреждения. Целью исследования было выяснить, способен ли цинк подавлять ферроптоз, уменьшать воспаление и оказывать нейропротекторное действие.

Методы: Для моделирования повреждения спинного мозга использовали метод Alice. Защитное действие цинка на нейроны спинного мозга и восстановление двигательной функции оценивали с помощью шкалы Basso для мышей (BMS), окрашивания по Нисслю, окрашивания гематоксилином и эозином и иммунофлуоресцентного анализа. Исследовали регуляцию пути ядерного фактора E2/гемоксигеназы-1 (NRF2/HO-1), измеряли уровни ключевых белков ферроптоза, а изменения митохондрий оценивали с помощью трансмиссионной электронной микроскопии и окрашивания 5,5′,6,6′-тетрахлор-1,1′,3,3′-тетраэтил-имидакарбоцианином (JC-1). В экспериментах in vitro на клеточной линии мотонейронов передних рогов спинного мозга VSC4.1 определяли уровни 4-гидроксиноненаля (4HNE), активных форм кислорода (ROS), супероксиддисмутазы (SOD), малонового диальдегида (MDA), глутатиона (GSH), липидных перекисей и воспалительных факторов, чтобы оценить действие цинка.

Результаты: Цинк обращал вспять поведенческие и структурные изменения после повреждения спинного мозга. Он повышал экспрессию NRF2/HO-1, что сопровождалось увеличением содержания глутатионпероксидазы 4 (GPX4), SOD и GSH и снижением уровней липидных перекисей, MDA и ROS. Цинк также восстанавливал повреждённые митохондрии, уменьшал выраженность повреждения спинного мозга и снижал уровни воспалительных факторов. Ингибитор NRF2 брусатол устранял эффекты цинка.

Выводы: Цинк подавляет ферроптоз нейронов, усиливая деградацию продуктов окислительного стресса и липидных перекисей посредством сигнальных путей NRF2/HO-1 и GPX4.