脑出血后HO-1和MMPs的相互作用和转化医学研究

The expressions of Heme Oxygenase-1 (HO-1) and Matrix Metalloproteinases (MMPs) become highly elevated following intracerebral hemorrhage (ICH), which may be an important mechanism to cause brain damage. The interaction of HO-1 and MMPs may play an important role to aggravate brain damage following ICH. We propose that the combination of the inhibition of MMPs activity in the acute period after ICH will further alleviate brain injury. We will use cell cultures and blood-induced ICH model in mice to test the hypotheses. The specific aims are: 1. To determine whether HO-1 and MMP-9 and/or -3 have additive or synergistic neurotoxicity in cell culture. 2. To determine whether MMPs are important mediators for HO-1 to cause ICH injury.

本研究拟验证脑出血后脑内产生的血红素加氧酶-1（HO-1）和基质金属蛋白酶（MMPs）的相互作用是加重脑出血后脑损伤的重要因素。拟用培养的人胚胎神元明确不同浓度的HO-1和MMP-9、-3共培养的神经元是否有相加或协同的神经毒性作用。用MMP-9、-3单基因及MMP-9/-3双基因敲除小鼠的自体血诱导的脑出血动物模型（最大限度的模拟脑出血病人）、明确HO-1是MMPs导致脑出血脑损伤的重要介质，并探讨脑出血后HO-1及MMPs的相互作用是否可以促进脑出血后脑损伤，为HO-1及MMPs为靶点的治疗脑出血的新型药物提供理论依据。

本课题对脑出血后HO-1相关的作用进行了研究，首先我们建立了脑出血模型，观察脑出血后，血肿周围的小胶质细胞、死亡细胞显著增多，表明它们和脑出血脑损伤的病理生理过程有关。在脑出血急性期 HO-1 的表达增加，进而通过激活小胶质细胞/巨噬细胞、引起炎症反应、增加神经元细胞死亡以及铁的积累等，加重了脑出血脑损伤。通过应用HO-1的抑制剂和激活剂来进一步观察HO-1的情况，结果证实在早期抑制 HO-1 的表达可作为一种新的治疗策略来减少脑水肿，减轻炎症损伤，改善脑出血患者的功能预后。同时我们进一步通过体内和体外实验来证实了米诺环素介导 HO-1 神经保护作用，在体外实验证实米诺环素在无小胶质细胞的原始神经元培养物中保护神经元免受氧化应激。用转录酶基因芯片分析揭示了米诺环素的潜在分子靶标，在体外实验揭示HO-1 免疫反应性在处理 100 µM H2O2.的培养物中表现出浓度依赖性的抑制作用，同时接受浓度更高的米诺环素（1 至20 µg / ml），同时在自体血模型中发现，，用米诺环素治疗在 HO-1 缺陷小鼠中显示出最小的保护作用，表明 HO-1 在体内米诺环素介导的神经保护作用中的作用。同样，对损伤大小的分析表明，在接受米诺环素的野生型动物中，组织损伤的程度有所降低。与 FJ-B 染色相对应，未经治疗的 HO-1 缺陷小鼠的损伤程度较小，而米诺环素治疗并未显着降低 HO-1 缺陷动物的损伤 程度。对脑出血的治疗提供了重要的靶点。.