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摘要:Edaravone(依达拉奉,MCI-186 ,AbMole,M2251,CAS No.:89-25-8)是一种小分子自由基清除剂,具有清除羟自由基与过氧亚硝基、抑制脂质过氧化的活性。Edaravone 分子量小、可透过血脑屏障,在脑缺血再灌注、神经炎症与多种氧化应激损伤模型中应用广泛。Edaravone作用机制明确,是抗氧化干预研究中的常用工具化合物。本文介绍其分子作用机制、细胞与动物模型的研究应用及相关实验参考方案。
一、Edaravone的分子作用机制
Edaravone(依达拉奉,AbMole,M2251,CAS No.:89-25-8)的化学结构为3-甲基-1-苯基-2-吡唑啉-5-酮,其酮式结构可提供氢原子,快速淬灭羟自由基与过氧亚硝基,阻断自由基介导的脂质过氧化链式反应。在小鼠缺血再灌注过程中,活性氧暴发导致细胞膜脂质过氧化、血脑屏障破坏与神经元死亡,Edaravone 通过清除自由基打断这一级联,并抑制炎症因子表达与白细胞浸润,发挥神经保护作用。有文献证实,Edaravone(MCI-186)还可抑制黄嘌呤氧化酶与髓过氧化物酶相关的氧化损伤,并对铁死亡相关的脂质过氧化过程产生抑制作用。动物实验中,Edaravone 静脉或腹腔给药后迅速分布于大鼠和小鼠的各器官,能透过血脑屏障,该药代特征使其在中枢相关模型中具有使用便利性。
二、Edaravone在细胞层面研究中的应用
在细胞层面,Edaravone (MCI-186,AbMole,M2251,CAS No.:89-25-8)的常用浓度为 10~100 μM。Edaravone 已在大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤 PC12 细胞的氧糖剥夺再灌注模型中用于神经保护研究,10~50 μM 处理可提升细胞存活率约 30%,降低 ROS 水平与丙二醛含量,并抑制 cleaved caspase-3 上调。Edaravone 还在人脐静脉内皮细胞 HUVEC 的氧化损伤模型中有所应用,涉及减轻 H2O2 诱导的屏障功能破坏与细胞凋亡的相关研究。在小鼠巨噬细胞 RAW264.7 中,有文献报道 Edaravone 可抑制 LPS(Lipopolysaccharides,脂多糖)诱导的 NO 生成与炎症因子表达,涉及调节核因子κB信号通路的相关研究。此外,Edaravone 在小胶质细胞 BV2 的活化模型中也常用于评估抗炎与抗氧化效应。
三、Edaravone在动物实验研究中的应用
在动物层面,Edaravone(依达拉奉,MCI-186 ,AbMole,M2251)已在多种脑缺血与器官缺血再灌注模型中完成体内研究。在大鼠大脑中动脉栓塞再灌注模型中,按 3~10 mg/kg 静脉或腹腔给药,脑梗死体积较模型组缩小 30%~50%,神经功能评分改善,脑组织丙二醛水平下降。Edaravone 还在小鼠心肌缺血再灌注模型中有所应用,涉及缩小心肌梗死面积与抑制炎症浸润的相关研究。在顺铂或庆大霉素(Gentamicin,CAS No.:1403-66-3)诱导的肾毒性模型中,Edaravone 给药可减轻氧化损伤并改善肾功能指标。在SOD1 G93A 转基因肌萎缩侧索硬化模型小鼠发生病症的早期给予 Edaravone 可延缓运动功能下降。Edaravone 在实验动物中的耐受性较好,上述剂量下未见动物出现明显代谢负担。Edaravone 还在小鼠急性肺损伤模型中有所应用,涉及减轻氧化应激与肺组织炎症浸润的相关研究。在顺铂诱导的耳毒性模型中,Edaravone 给药可保护毛细胞并改善听功能指标,涉及清除耳蜗局部活性氧的相关研究。
四、Edaravone相关细胞实验(文献参考举例)
该方案适配自由基清除验证与氧化应激损伤保护检测。
细胞系:大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤 PC12 细胞
检测指标与方法:Edaravone(10、25、50、100 μM)预处理 2 h,氧糖剥夺 4~6 h 后复氧 24 h;CCK-8 检测细胞活力;DCFH-DA检测 ROS;硫代巴比妥酸法检测丙二醛;Western blot 检测 cleaved caspase-3、Bcl-2/Bax;可选铁死亡指标 GPX4、4-羟基壬烯醛。
给药浓度:10~100 μM
处理时长:预处理 2 h;复氧后检测 24 h
参考文献:Yoshida H, et al. Neuroprotective effects of edaravone: a novel free radical scavenger in cerebrovascular injury. CNS Drug Reviews, 2006, 12(1): 9-20.
*注:上述方法来自公开文献,仅供相同目的实验参考。如实验目的、材料、方法不同,请参考其他文献调整。
五、Edaravone相关动物实验(文献参考举例)
该方案适用于脑缺血再灌注损伤的体内保护评价。
动物模型:SD 大鼠大脑中动脉栓塞再灌注模型
给药配制:Edaravone 以生理盐水配制,静脉或腹腔注射
给药剂量:3、10 mg/kg,再灌注即刻及每日给药,连续 3~7 天
给药方案:栓塞 90 min 后拔栓再灌注,给药组于再灌注即刻给药;24 h 后行神经功能评分,TTC 染色测定脑梗死体积,取缺血半暗带组织检测丙二醛、超氧化物歧化酶与炎症因子。
参考文献:Chan P H. Reactive oxygen radicals in signaling and damage in the ischemic brain. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism, 2001, 21(1): 2-14.
*注:上述方法来自公开文献,仅供相同目的实验参考。如实验目的、材料、方法不同,请参考其他文献调整。*
总结
综上,Edaravone(MCI-186 ,AbMole,M2251)作为一种小分子自由基清除剂,可用于脑缺血再灌注、神经炎症与多种氧化应激损伤模型的细胞与动物实验。其分子量小、可透过血脑屏障、给药方便,适合急性损伤模型的干预研究。
*本文所述均为科研试剂,仅供科学研究参考

参考文献
[1] Yoshida H, Yanai H, Namiki Y, et al. Neuroprotective effects of edaravone: a novel free radical scavenger in cerebrovascular injury. CNS Drug Reviews, 2006, 12(1): 9-20.
[2] Chan P H. Reactive oxygen radicals in signaling and damage in the ischemic brain. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism, 2001, 21(1): 2-14.
[3] Lipton S A. Pathologically activated therapeutics for neuroprotection. Nature Reviews Neuroscience, 2007, 8(10): 803-808.
[4] Kikuchi K, Tancharoen S, Takeshige N, et al. Beyond neurological disease: new targets for edaravone. Expert Opinion on Therapeutic Targets, 2011, 15(4): 469-480.
[5] Kotake Y. Molecular pharmacology of edaravone, a free radical scavenger. Biological & Pharmaceutical Bulletin, 2008, 31(11): 1973-1977.

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