GATA4/SASP通路在创伤性脑损伤中的作用及机制研究

Long term microglia activation after traumatic brain injury has a strong connection with traumatic cerebropathy, GATA4/SASP might be the key factor that keep microglia persisting activation. In order to investigate the role of GATA4/SASP in TBI, we first using mice TBI model, human contusion brain tissue or in vitro model, to study the expression of GATA4 and its downstream SASP and microglia activation after TBI. Then we knockdown the expression of GATA4, to test the relationship between GATA4 and SASP, investigate the activation of microglia, and the outcomes of mice after TBI. At last, we using rapamycin, 3-MA, or knockdown p62, to learn the relationship between autophagy and the expression of SASP. By Co-IP, we study the direct relationship of p62 and GATA4. In conclusion, we found that the first time in TBI model, that GATA4 could regulate the expression of SASP, in turn, play a role in microglia activation and the outcome of TBI. Autophagy regulates the expression of SASP by the interaction of p62 and GATA4, enhanced autophagy can suppress the activation of microglia and improve the outcome of TBI in the end.

TBI后小胶质细胞长期活化与创伤性脑病的发生关系紧密，GATA4/SASP通路可能是使得小胶质细胞在TBI后长期活化的重要原因。为研究该通路在TBI中扮演的角色，我们首先在小鼠TBI模型，人的挫伤脑组织及体外模型中分析GATA4及其下游SASP的表达和小胶质细胞的活化。其次我们通过敲低GATA4的方法，验证GATA4调控SASP的表达，并分析小胶质细胞的活化情况及小鼠的预后。最后我们通过雷帕霉素、3-MA和p62敲低的方法来调节TBI后的自噬反应，并分析自噬改变后相应的SASP表达的改变、小胶质细胞活化情况及小鼠TBI预后。并用免疫共沉淀的方法分析p62和GATA4的直接关系。通过以上实验得出结论，GATA4调控SASP的表达，通过SASP的释放影响小胶质细胞的活化和TBI的预后；自噬反应通过p62偶联GATA4的方式，抑制SASP的释放，从而抑制小胶质细胞的活化，改善TBI的预后。

GATA-4是GATA转录因子家族的成员，在正常大脑中表达，并参与神经炎症反应和衰老。目前为止，很少有研究调查GATA-4是否参与脑出血（ICH）和创伤性脑损伤（TBI）引起的继发性脑损伤。本研究的目的是在体内和体外研究GATA-4在ICH及TBI引起的继发性脑损伤中的作用及其潜在的作用机制。通过体内自体血液注射建立大鼠ICH模型，通过自由落重法建立大鼠TBI模型；在体外，将氧化的血红蛋白（OxyHb）用于模拟ICH在神经元培养中的作用。使用siRNA介导的敲低和质粒介导的过表达技术，结合免疫荧光，蛋白质印迹和其他分子方法，研究了ICH后GATA-4的功能及其作用机制。发现ICH或TBI后大鼠脑中GATA-4的表达增加，其磷酸化也相应增加。此外，敲低GATA-4的表达导致神经行为评分和神经元凋亡显着降低，表明继发性脑损害得到改善。相反，GATA-4的过表达加剧了脑损伤。而关键磷酸化位点被阻断的GATA-4过表达质粒则减轻了ICH后体内和体外继发性损伤。此外，GATA-4促进了NF-κB的活化，并增加了Bax和caspase-3的表达，导致神经元凋亡。总之，ICH和TBI后大鼠脑中GATA-4的表达增加。ICH后GATA-4磷酸化介导ICH诱导的继发性脑损伤。ICH后神经元凋亡主要由NF-κB激活引起，GATA-4对ICH后的NF-κB活化有促进作用。