七氟醚后处理通过组蛋白甲基转移酶EZH2调控自噬减轻新生大鼠缺血缺氧性脑损伤

Sevoflurane postconditioning alleviates neonatal hypoxia-ischemia brain damage(HIBD) in rats, but the related underlying mechanism is rarely known. Our previous study has found that enhanced autophagy was involved in a neonatal rat model of HIBD while autophagy inhibitors could alleviates brain damage; PTEN decreased in HIBD while sevoflurane could reverse it. PTEN is one of the target genes of histone methyltransferase EZH2. PTEN can upregulate autophagy by negatively regulating Akt/mTORC1 signal pathway. Accordingly, we hypothese that sevoflurane postconditioning may suppress autophagy through the epigenetic regulation of autophagy mediated by EZH2 , and thus decrease neuronal cell death. Using in vivo and in vitro models of HIBD, we will explore the relationship between neuroprotection of sevoflurane postconditioning and the suppression of autophagy in neonatal HIBD rats firstly. Then, we will research whether sevoflurane postconditioning suppresses autophagy through the inhibition of Akt/mTORC1 signal pathway by PTEN. Finally, we will confirm whether the regulation of autophagy activity by PTEN is mediated by EZH2. Through the new insight into the epigenetic regulation of autophagy by EZH2, our research may lay the foundation for revealing the mechanisms of the neuroprotective function of sevoflurane postconditioning in neonatal HBID.

七氟醚后处理减轻新生大鼠缺血缺氧性脑损伤（HIBD），但其机制还知之甚少。我们前期研究发现新生大鼠HIBD可致自噬过度激活，自噬抑制剂能够减轻脑损伤程度；HIBD降低PTEN表达，七氟醚能够逆转该作用。PTEN是组蛋白甲基转移酶EZH2的靶基因之一，通过负性调控Akt/mTORC1信号通路上调自噬。据此，我们推测七氟醚后处理通过EZH2介导的表观遗传调控机制抑制新生大鼠HIBD引起的过度自噬，减少神经元死亡。本课题利用新生大鼠体内和体外HIBD模型，首先探讨七氟醚后处理脑保护作用和抑制自噬的关系；然后研究七氟醚是否通过抑制PTEN对Akt/mTORC1信号通路的负性调控作用来抑制自噬；最后明确七氟醚后处理作用下PTEN参与自噬活性的调节是否由EZH2的表观遗传调控作用介导。本课题从EZH2对自噬的表观遗传调控这个新视角，为揭示七氟醚后处理对新生大鼠HIBD的保护作用机制奠定基础。

新生儿缺血缺氧性脑损伤(HIBD)是各种围生期因素引起脑缺氧和（或）缺血而导致的脑损伤综合征，可致新生儿早期死亡或终身中枢神经系统后遗症。很多研究已证实吸入麻醉药后处理对 HIBD 具有神经保护作用。七氟醚作为目前临床最常用的吸入麻醉药，后处理 HIBD能够减轻脑损伤，改善 HIBD新生大鼠远期学习记忆功能，但对其机制还知之甚少。本项目在明确七氟醚后处理具有时间和剂量依赖性减轻新生大鼠缺血缺氧性脑损伤(HIBD)，改善远期预后的基础上，通过建立新生大鼠HIBD模型，首先探讨HIBD后神经元自噬与凋亡的具体关系，并且探究七氟醚后处理是否能够抑制新生大鼠HIBD引起的神经元自噬及凋亡，减少神经元死亡；紧接着探究了缺血缺氧后新生大鼠海马区神经元、小胶质细胞、星形胶质细胞数量变化，各类细胞自噬、溶酶体蛋白酶水平变化，及七氟醚后处理对其影响；进一步研究了七氟醚调节小胶质细胞溶酶体蛋白酶Cathepsin B水平变化，影响海马区神经元死亡率与自噬的关系；最后研究了七氟醚调节小胶质细胞自噬及溶酶体蛋白酶Cathepsin B水平变化，改善远期预后与Ezh2/Pten/mTOR信号通路关系。结果发现，在新生大鼠HIBD中自噬先于凋亡进而启动凋亡，自噬可以向凋亡转化，共同促进细胞死亡；新生大鼠HI后24h，海马区神经元、星形胶质细胞数量无显著变化，小胶质细胞数量显著增加，各类细胞24h自噬水平升高，溶酶体蛋白酶Cathepsin B主要表达于小胶质细胞，表达量增高，七氟醚后处理可抑制HI后自噬水平升高及Cathepsin B增高；七氟醚后处理通过抑制自噬，调控小胶质细胞溶酶体蛋白酶Cathepsin B表达水平，减轻海马区神经元死亡及缓解远期预后；七氟醚后处理抑制小胶质细胞自噬水平，抑制其胞浆溶酶体蛋白酶cathepsinB 表达，减轻毒性表型小胶质细胞对神经元作用，起到近远期保护作用的机制中，Ezh2 表观调控的 Pten/Akt/mTOR 信号通路参与其中。本课题探讨小儿麻醉中最常用的吸入麻醉药七氟醚抑制脑缺血缺氧引起过度自噬的效果和分子机制，为七氟醚后处理对新生大鼠 HIBD 的脑保护作用提供理论依据，为临床上探索新生儿 HIBD 的有效防治手段提供新思路。