PDGFR-β/TGF-β/Smad2/3信号通路在调控血脑屏障完整性的分子机制研究

Recently, to positively restore blood-brain barrier (BBB) integrity has already been one of research hotspots in the prevention and treatment of vasogenic brain edema caused by ischemic stroke. Our previous study demonstrated that platelet-derived growth factor receptor-β (PDGFR-β) signalling played a vital role in BBB restoration under ischemia/hypoxia, and transforming growth factor-β (TGF-β)/Smad2/3 signalling pathway may be partly involved. However, the underlying mechanism is still largely unknown. Using a mouse model of cerebral ischemia-reperfusion, in vitro endothelial-pericyte co-culture hypoxic model and molecular biological techniques, such as gene knockout, gene silencing, recombinant protein stimulation, neutralizing antibody, receptor inhibitor, etc, this study aims to: 1) clarify the changes of expression levels and cellular distribution of PDGFR-β, TGF-βR1 and its downstream signaling pathway molecules under ischemia/hypoxia; 2) investigate the regulatory role and cellular and molecular mechanisms of PDGFR-β/TGF-βR1/Smad2/3 signaling pathway on BBB integrity. The aim of this study is to illuminate the underlying molecular mechanisms of BBB repair and to provide new molecular targets and scientific evidence for the prevention and treatment of this major chronic disease.

目前，积极恢复血脑屏障（BBB）的完整性已成为缺血性脑卒中诱发血管源性脑水肿防治的研究热点。我们的前期研究证实：在缺血/缺氧条件下，PDGFR-β信号通路对于BBB功能的损伤修复有重要作用，且TGF-β/Smad2/3信号通路可能参与其中。然而，其潜在的分子作用机制仍尚未明确。本研究将利用脑缺血-再灌注小鼠模型及体外缺氧BBB模型，应用基因敲除、基因沉默、重组蛋白刺激、中和抗体、受体抑制剂等分子生物学技术详细阐明：1）PDGFR-β、TGF-βR1及其下游信号通路分子在缺血/缺氧条件下的表达水平和分布变化；2）研究PDGFR-β/TGF-β/Smad2/3信号通路对BBB完整性的调节作用及细胞和分子生物学机制。本研究旨在加深对BBB损伤修复分子机制的认识，并为这种重大慢病的防治提供新的分子靶点和科学依据。

积极恢复血脑屏障（BBB）完整性已成为缺血性脑卒中诱发血管源性脑水肿防治的研究热点。我们利用脑缺血-再灌注小鼠模型及体外缺氧BBB模型，应用基因敲除、基因沉默、重组蛋白刺激、中和抗体、受体抑制剂等分子生物学技术证明了以下研究成果。.1.体内试验研究发现脑缺血后，外源性TGF-βR1抑制剂SB431542可部分抑制外源性PDGF-BB对于缺血区周细胞覆盖率的提高、抑制神经功能的恢复、抑制脑水肿缩小；同时，外源性PDGFRβ抑制剂伊马替尼可部分抑制TGF β1对于缺血区周细胞覆盖率的提高、抑制神经功能的恢复、抑制脑水肿缩小，上述结果表明：PDGFR-β/TGF-β信号通路可通过协同诱导周细胞覆盖，促进BBB结构完整性，减轻脑水肿形成，促进神经功能恢复。.2.通过构建体外缺氧BBB模型，利用Western bolt技术研究发现，抑制PDGFR-β信号可部分抑制外源性TGFβ-1对于p-Smad2/3蛋白表达水平；抑制TGF-βR1信号可部分抑制外源性PDGF-BB对于p-Smad2/3蛋白表达水平；上述结果表明，PDGFR-β/TGF-β信号通路可协同诱导周细胞Smad2/3信号分子的磷酸化。.3.通过构建体外缺氧BBB模型，利用免疫荧光技术研究发现，抑制PDGFR-β信号可部分抑制外源性TGFβ-1对于p-Smad2/3蛋白表达水平；抑制TGF-βR1信号可部分抑制外源性PDGF-BB对于p-Smad2/3蛋白表达水平；上述结果表明，PDGFR-β/TGF-β信号通路可协同诱导周细胞Smad2/3信号分子的磷酸化。.该研究围绕科学假说，重点问题进行了研究，基本达到了预期目标，加深了对PDGFR-β/TGF-β/ Smad2/3信号通路在脑缺血后血脑屏障修复中作用机制的理解，为缺血性脑卒中诱发血管源性脑水肿的临床防治提供了新靶点、新途径、新信息。