脂联素调节NLRP3炎性小体在脑卒中后炎症损伤中的作用及机制研究

Stroke has been the number one killer in our country. The inflammation reaction plays a pivotal role in ischemic stroke, but the underlying mechanisms remain exclusive. Our previous results suggest that the NLRP3 inflammasome activation in astrocytes and adiponectin (APN) confers significant anti-inflammatory effect. Therefore, we propose that NLRP3 inflammasome activation is the important mechanism involved in brain injury after stroke and APN inhibits inflammation by regulating NLRP3 inflammasome. The present study plans to evaluate the effect of APN and APN receptors on astrocytes after stoke and inflammation and to investigate the relation between NLRP3 inflammasome activation and neuroinflammation after stroke. In addition, we want to investigate how APN regulates NLRP3 inflammasome and this study will provide new theoretical and experimental foundations for the treatment of stroke.

脑卒中已成为威胁我国人群第一致死原因，炎症反应是其神经损伤的关键环节，但相关的调控机制尚不明确。本课题组前期研究发现，脑卒中后胶质细胞NLRP3炎症小体激活，脂联素及其受体通路发挥显著的抑炎作用，我们提出“NLRP3炎症小体的激活是脑卒中后神经炎症损伤的重要机制，脂联素及其受体通过调控NLRP3炎症小体通路抑制神经炎症，在脑卒中后发挥神经保护作用。”基于以上假说，本课题拟以多种脑卒中模型为基础，综合运用神经形态学、分子生物学、神经机能学、药理学等实验方法，首先明确脂联素及其受体对脑卒中后胶质细胞及炎症反应的作用；深入研究NLRP3炎症小体的激活与脑卒中后神经炎症损伤的相关性，从一个全新的角度阐明脑卒中后神经损伤的炎症机制；并观察脂联素及其受体信号通路对NLRP3炎症小体的调控作用，有望发现以脂联素为基础的新的神经炎症干预靶点，从而为临床治疗脑卒中提供新的理论基础和实验依据。

脑卒中是我国人群健康的主要杀手，临床上我们通过手术可以快速微创地解除脑卒中原发损伤病因，但是继发性脑损伤依然是导致患者残死率居高不下的主要原因。大量研究证实，炎症反应是脑卒中继发损伤的关键因素。我们前期研究中发现，脂联素水平与脑卒中脑损伤程度及继发炎症水平显著负相关。脂联素是脂肪细胞分泌的保护因子，但其在脑卒中继发损伤中的作用机制尚不明确。NLRP3炎性小体激活是神经炎症的关键启动环节。本项目的研究目标是，明确脂联素及其受体信号在脑卒中继发炎症中的作用；阐明脂联素及其受体信号对NLRP3炎性小体的调控作用及机制；发现以脂联素及其受体为基础的神经炎症干预新靶点，为脑卒中继发炎症的治疗提供理论依据。我们取得了以下重要科学发现：明确脂联素在脑卒中后可抑制炎症损伤，根据内源性脂联素与脂联素受体结合的关键活性区，人工重组了新型的18个氨基酸的脂联素多肽，不仅可高效透过正常的BBB，还能结合内源性脂联素受体，发挥抑制神经炎症的作用；首次发现APN-APNR1信号主要作用于血脑屏障周围的星形胶质细胞，并通过抑制星形胶质细胞中NLRP3炎性小体激活，减轻脑卒中后的神经炎症；明确脂联素抑制NLRP3激活的关键分子机制：（1）通过调节AMPK-DRP1-线粒体通路，减少线粒体损伤和ROS生成，进而抑制脑卒中后NLRP3炎性小体的激活；（2）通过抑制脑卒中后细胞内MAPK信号激活，继而减轻NF-κB p65的磷酸化，抑制NF-kB对NLRP3的转录生成，减轻脑卒中后继发炎症损伤。上述科学发现，为未来在临床上应用拟脂联素多肽治疗脑卒中继发脑损伤提供了实验基础和理论依据。