干预缝隙连接对缺血预处理中神经血管单元的影响及相关机制

Ischemic preconditioning (IP) shows definite neuroprotective effects, but the mechanism and target factors have not known yet. As the complexity of brain's structure and function, the comprehensive protective measure for neurovascular unit, including neurons, glial cells and endothelial cells, might bring actual clinical significance. Gap junctions (GJ) on the membrane of astrocytes participate transferring of metabolic substrates, injury factors, messengers and water and ions, and play an important role to maintain function of neurovascular unit in IP. On the basis of prophase research (Supported by NSFC's Youth Fund Project, No.81000490) on the functional change of GJ and its influence, this project plans to evaluate the structural and functional changes of neurovascular units after blockage of GJ under in vivo or in vitro IP models. Carbenoxolone would be taken as the blocker of GJ, and siRNA assay would be adopted for silence the gene of Cx43. The mechanism and target factors for the changes of neurovascular unit would be discussed, and the signature for intervention of GJ on syntrophic relationship of astrocytes, neurons and endothelial cells would be explored. The project might be a chance to learn further about the role of GJ in IP, and provide a new way to explore the actual neuroprotective measures.

缺血预处理为脑卒中提供了有效的保护，其机制及关键靶点尚需深入研究。由于脑结构和功能的复杂性，针对由神经元、胶质细胞和血管内皮细胞构成的神经血管单元的研究可能更具有实际意义。星形胶质细胞的缝隙连接蛋白、胞间通讯及其半通道，直接参与缺血组织中的代谢、炎性反应、细胞因子释放、及信号转导等，对神经血管单元的功能维持具有重要意义。本项目在明确了缺血后缝隙连接功能变化及干预影响的前期工作基础上（国家青年科学基金项目，81000490），选取甘珀酸抑制缝隙连接功能、SiRNA静默Cx43基因，采用体内体外实验相结合的设计，观察缺血/氧预处理对缝隙连接蛋白Cx43及胞间通讯的影响规律，研究干预缝隙连接功能对脑缺血预处理后神经血管单元形态和功能的影响，探讨其作用机制和主要靶点，以期初步揭示缝隙连接对缺血预处理后神经血管单元的影响及干预意义，为探索真正有效的神经保护方案提供依据。

缺血预处理对脑卒中提供了有效的保护作用，其机制及相关重要靶点尚需深入探讨。由于脑结构和功能的复杂性，本实验以神经血管单元整体为研究对象，分别建立体内、体外模型，选用缝隙连接阻断剂甘珀酸为干预剂，通过免疫荧光、免疫组化、特异性染色、Western Blot、PCR、流式细胞仪检测等多种试验技术，分别从炎性因子，促存活因子，促血管生成因子，以及线粒体功能等多方面加以评价，得出结论：1）缺血预处理的确可以在脑缺血再灌注损伤中起到神经保护作用；2）缺血预处理可以从促进炎性因子的消退，促存活因子的表达的上调，促新生血管生成，保护线粒体形态功能，及AKT通路等多方面通路进行调控，起到神经保护作用；3）预处理的上述神经保护作用通路可以通过调控缝隙连接实现；4）阻断缝隙连接可以对脑缺血再灌注损伤起到保护作用，预处理同缝隙连接阻断剂共同干预，可以使保护作用加强。5）线粒体缝隙连接表达的上调同样是预处理的保护作用途径之一。