Ghrelin整合调控神经血管单元网络抑制脑缺血再灌注损伤并促进神经修复

Cerebral ischemia-reperfusion injury is a key injury factor for ischemic stroke cause nerve damage, early neuroprotection and late neuronal repair has been a hot topic of in the field. Ghrelin was first discovered in recent years from the stomach tissue of endocrine active peptide receptor (GHSR Ia) in the central and peripheral widely distributed , participate in a variety of physiological and pathological processes. We first reported the neuroprotective effects of ghrelin on cerebral ischemia reperfusion injury since 2005, a lot of research data has accumulated, However, the neuroprotective mechanism of ghrelin has not been concerned According neurovascular unit (NVU)NVU views. The role of Ghrelin on repair after cerebral ischemia-reperfusion injury in the latter part have not been reported. The project intends to study the role of ghrelin on NVU (neurons, astrocytes and microvascular endothelial cells) network during neuronal repair stage after ischemia and reperfusion injury, and further explore the mechanism of ghrelin during neuronal repair in later stage, to clarify the key repair molecules that mediated the repair role of ghrelin. The findings will provide new ideas for effective neuroprotection and repair from cerebral ischemia and reperfusion injury with an important significance and research value.

脑缺血再灌注损伤是缺血性脑卒中发生神经损伤的关键因素，早期神经细胞保护及后期的神经修复一直是该领域的研究热点。Ghrelin是近年来首先从胃组织中发现的内分泌活性肽，其受体（GHSR Ia）在中枢和外周广泛分布，参于多种生理和病理过程。从2005年我们首先报道了其对脑缺血再灌注损伤的神经保护作用以来，受到广泛的关注，已积累了很多研究资料。然而，从神经血管单元（NVU）角度综合探究其神经保护机制，尚未被关注。Ghrelin在脑缺血再灌损伤后期神经修复中的作用也未见研究报道。本项目拟以受损脑区的NVU成员（神经元、星形胶质细胞和微血管内皮细胞）之间相互网络联络为靶标，深入探讨ghrelin的神经保护机制，特别是其在脑损伤后期的神经修复过程中的整合调控作用，阐明介导其作用的关键修复分子。研究结果将对脑缺血再灌注损伤的有效的神经保护和神经修复提供新的思路，具有重要的意义和研究价值。

本项目围绕缺血性脑卒中的早期神经保护及后期的神经修复这一研究热点，从神经血管单元（包括神经元，星形胶质细胞和微血管内皮细胞）视角，研究了近年来新发现的内分泌活性肽ghrelin的对脑缺血性神经损伤的早期保护及后期修复作用和机制。 首先新建立了离体脑组织培养模型，配合整体动物模型，离体细胞培养模型，从三个层面进行研究。结果表明：在细胞，组织和整体三种缺血模型上，ghrelin都能对神经元、血管内皮细胞和星形胶质细胞的缺血性损伤具有显著的保护作用。此外，ghrelin在缺血早期促进星形胶质细胞增殖活化，晚期呈抑制作用,这种晚期的抑制作用的机制与内源性FGF12增多密切相关。通过蛋白组学分析，发现Rho/Cdc42通路相关蛋白与ghrelin的神经保护和神经修复作用密切相关。随后，在三种模型上均证明ghrelin促进Rac1和Cdc42的表达上调，特别是缺血后的修复期，ghrelin明显促进神经元突起长度和密度。通过分别抑制Rac1活性，抑制Cdc42活性均可显著削减ghrelin的促神经突起生长作用，说明Rac1/Cdc42通路在介导ghrelin的神经元修复机制中发挥重要靶分子作用。通过NVU组成细胞培养液的交叉作用证明，ghrelin影响NVU组成细胞之间的化学信息交流，特别明显影响星形细胞胶质的增殖活化。通过OGD诱导培养星形胶质细胞调亡实验进一步证明，ghrelin促进星形胶质细胞表面GHSR-a表达，上调Bcl-2表达，抑制Bax表达和caspase 3表达，并促进星形胶质细胞分泌脑源性生长因子（BDNF）的表达。因此，在NVU结构完整条件下（整体动物脑缺血），星形胶质细胞参与ghrelin的神经保护和神经修复作用机制。总之本项目证明ghrelin可通过对神经血管单元组成细胞影响，直接和间接对缺血性损伤的神经元发挥神经保护作用，并在缺血性损伤后期促进神经修复。该项目研究结果对缺血性脑卒中的防治策略具有重要意义。