蛛网膜下腔出血后mTOR信号通路在小胶质细胞激活中的作用及机制研究

The mechanisms of brain injury after subarachnoid hemorrhage（SAH）are various, in which microglia plays an obvious role. As we know, mammalian target of rapamycin (mTOR) can promote cell proliferation and activation. So far, no study described the role of mTOR in activating microglia in SAH. Our preliminary experimental results show that mTOR signaling and microglia were activated after SAH. But the mechanism remains to be further explored. To this end, we propose the hypothesis: mTOR signaling pathway plays a role in brain injury after SAH by activating microglial cells. To test this hypothesis, we apply rats SAH model in vivo and hemoglobin treated neuron-microglia co-culture SAH model in vitro, and use methods of Western blot, immunofluorescence, inhibitors and RNA interference. From the molecular, cellular, tissue and body levers, we explore the role of mTOR in microglial activation after SAH and investigate its mechanism on brain injury. In this study, mTOR signaling is the “switch” of microglial activation, which can provide us a new strategy for controlling brain injury after SAH.

蛛网膜下腔出血（SAH）后脑损伤的机制甚多，小胶质细胞的激活在其中作用显著。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）对细胞的增殖活化有促进作用。迄今尚没有关于mTOR在SAH后小胶质细胞激活中的作用研究。我们的预实验结果提示SAH后mTOR信号通路激活、小胶质细胞激活。但其作用机制还有待进一步探讨。为此，我们提出假说：SAH后mTOR信号通路通过激活小胶质细胞发挥脑损伤作用。为了验证这一假说，我们应用大鼠SAH模型，体外血红蛋白处理神经元-小胶质细胞共培养SAH模型，采用Western blot、免疫荧光、抑制剂和RNA干扰等手段，从分子、细胞、组织以及动物整体水平等多方面探讨mTOR在SAH后小胶质细胞激活中的作用，明确mTOR通过激活小胶质细胞在SAH后产生脑损伤的机制。本研究把mTOR信号作为小胶质细胞激活的“开关”，这将为SAH后脑损伤的防治提供新的思路。

研究背景：哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）是一种进化上相对保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，参与自噬、蛋白合成、脂质合成、肌动蛋白动力学、神经元形态学等生物过程。蛛网膜下腔出血（SAH）后脑损伤的机制甚多，小胶质细胞的激活在其中作用显著，而mTOR对细胞的增殖活化有明显的促进作用。迄今尚没有关于mTOR在SAH后小胶质细胞激活中的作用研究，其作用机制还有待进一步探讨。本研究旨在探讨蛛网膜下腔出血后mTOR信号通路在不同时间的表达，并研究该信号通路SAH后的早期脑损伤中的作用及其可能机制。.研究方法：通过建立大鼠SAH模型，明确SAH后大鼠脑组织内mTOR信号通路。给与雷帕霉素和AZD8055进行干预后明确脑组织中mTOR信号的变化情况，采用免疫荧光染色来分析小胶质细胞的表达，干湿法测定水肿指数，western-blot分析脑组织中白蛋白含量来评价出血后的血脑屏障（BBB）的通透性，TUNEL与FLUORO-JADE B荧光染色测定神经细胞的凋亡及坏死比率。.结果：蛛网膜下腔出血后， mTOR及其下游P70S6K总量无明显变化，但其磷酸化水平显著增高，并在第24小时达到最高。雷帕霉素及AZD8055组与安慰剂组相比上述蛋白表达明显减少（P<0.05）。雷帕霉素、AZD8055可以抑制mTOR信号通路的激活，减轻早期脑损伤，抑制细胞凋亡、坏死、脑水肿以及血脑屏障破坏指标。.结论：蛛网膜下腔出血后，mTOR信号通路被激活，雷帕霉素、AZD8055通过抑制mTOR信号通路从来一定程度上减轻了SAH后早期脑损伤，这有可能是通过抑制小胶质细胞的激活来实现的。