GPR91抑制小胶质细胞极化为M2型对缺血性脑卒中的作用及机制研究

Improved M2 microglia proportion can promote neural functional recovery after cerebral ischemia stroke. With the development of illness, M1/M2 proportional microglia mainly polarize into M1 phenotype. Therefore intervention pathological factor which inhibits microglial polarizing into M2 phenotype is an important strategy for neural function reconstruction after cerebral ischemia. After ischemia, the Krebs cycle intermediate metabolism succinate accumulated, which in the cytoplasm can suppress microglia polarized into M2 type. However, the function of extracellular succinate is not clear. Recent literature reports that GPR91 participated in the extracellular succinate mediated inflammatory response, and our preliminary experiment found GPR91 and CREB were expression differences in M1 and M2 microglial. Hence, we speculated that GPR91 may mediated the function of inhibition M2 polarization by extracellular succinate through cAMP/CREB pathway. In order to prove our hypothesis, we use different molecular biological technique, such as such as functional evaluation, immunohistochemical, RNAi, flow cytometry to clarify the molecular mechanism of GPR91 and provide new intervention target for the treatment of cerebral ischemia stroke.

提高缺血性脑卒中后M2型小胶质细胞比例可以促进神经功能恢复，但随着病情逐渐发展，M1/M2比例均衡的小胶质细胞主要转化为M1表型。因此，寻找抑制小胶质细胞极化为M2的病理因素并给予干预是促进脑缺血后神经功能重建的重要策略。脑缺血后三羧酸循环代谢中间产物琥珀酸大量堆积，胞浆内琥珀酸可以通过调节线粒体呼吸抑制小胶质细胞极化为M2型，而细胞外琥珀酸的功能并不清楚。新近有文献报道GPR91促进了细胞外琥珀酸介导的炎症反应，我们的预实验结果发现GPR91、CREB在M1/M2小胶质细胞中差异性表达。所以我们推测GPR91可能介导了细胞外琥珀酸抑制M2型小胶质细胞极化的病理过程，cAMP/CREB是GPR91抑制小胶质细胞极化为M2的重要通路。本项目拟通过神经功能评价、免疫组化、RNAi、流式细胞技术等方法，检测上述通路在脑缺血后小胶质细胞极化的作用，为临床治疗缺血性脑卒中提供新的干预靶点。

提高缺血性脑卒中后M2型小胶质细胞比例可以促进神经功能恢复，但随着病情逐渐发展，M1/M2比例均衡的小胶质细胞主要转化为M1表型。因此，寻找抑制小胶质细胞极化为M2的病理因素并给予干预是促进脑缺血后神经功能重建的重要策略。脑缺血后三羧酸循环代谢中间产物琥珀酸大量堆积，胞浆内琥珀酸可以通过调节线粒体呼吸抑制小胶质细胞极化为M2型，而细胞外琥珀酸的功能并不清楚。我们的研究发现，GPR91在MCAO模型小鼠大脑中表达逐渐升高，7天时达到峰值，而后表达下降，在损伤后21天再次表达升高，这个趋势同脑缺血后M2型小胶质细胞表达的时间是一致的，因此我们推测GPR91调节了小胶质细胞表型转化。将GPR91基因敲除后，能减少MCAO模型小鼠梗死面积，促进神经功能恢复，GPR91激活能促进损伤区域小胶质细胞活化并促进其表型转化为M1型，将GPR91基因敲除后能促进小胶质细胞表型极化为M2型，减轻损伤区域炎症反应。通过基因测序我们发现，CREB在上述过程中表达是明显变化的，我们进一步探讨了GPR91促进小胶质细胞极化的作用机制。通过抑制CREB或下游Nrf2后能逆转GPR91调节的M1/M2型小胶质细胞比例，说明CREB/Nrf2信号通路在次过程中发挥重要作用。本研究证实无氧酵解中间代谢产物琥珀酸通过激活GPR91调节MCAO模型后小胶质细胞表型转化，抑制缺血小鼠神经功能恢复，GPR91/CREB/Nrf2信号通路能在此过程中发挥重要作用。本项目提示GPR91是缺血性脑卒中炎症反应的重要靶点，为缺血性脑卒中的临床救治提供了实验室数据。