香芹酚在脑出血后调控炎症反应及细胞凋亡促进内源性神经修复中的作用机制研究

There is growing recognition that endogenous neural stem cell (NSC) is important in neurological function recovery after stroke. However, the micro-environment in the area around the hematoma will affect the proliferation, differentiation and migration of endogenous NSC after intracerebral hemorrhage. Up to now, the role of glia cell (including microglia and astrocyte) in neurological recovery mediated by endogenous NSC, especially under the iron-overload condition, is still unclear. If we can explore a way to promote the proliferation, differentiation and migration of endogenous NSC by adjusting the function of glia cell, the neurological function may be improved consequently. On the basis of the neuroprotective research of carvacrol, we will further discuss and confirm that: (1) Carvacrol shows a protective effect by inhibiting iron-induced inflammation of microglia and apoptosis of astrocyte; (2) Carvacrol may promote glia cell to secrete protective neurotrophin by regulating iron-transport-related proteins; (3) Carvacrol can promote the proliferation, differentiation and migration of NSC by adjusting the function of glia cell. This topic is expected to guide the development of neurological recovery after intracerebral hemorrhage, and to provide a new thought of prevention and treatment of hemorrhagic cerebrovascular disease.

内源性神经干细胞（NSC）在脑卒中后的神经功能修复过程中的作用越来越受到重视。然而，脑出血后的血肿周围局部微环境可引起炎症反应、显著影响内源性NSC的增殖、分化和迁移。其中，小胶质细胞与星形胶质细胞在上述炎症反应过程中起着重要作用。若能通过改善小胶质细胞与星形胶质细胞功能、调控炎症反应、进而促进NSC的增殖分化和迁移，则有望改善神经功能预后。我们拟基于前期香芹酚在脑出血中的保护作用的研究基础上，进一步研究：（1）体外实验验证香芹酚通过调控亚铁离子诱导的小胶质细胞活化与星形胶质细胞凋亡发挥保护作用；（2）阐明香芹酚通过调节小胶质细胞与星形胶质细胞铁代谢相关蛋白进而改善炎症反应、促进内源性保护性神经营养因子的分泌；（3）在体内实验中验证香芹酚通过调节小胶质细胞与星形胶质细胞功能对内源性NSC定向迁移、增殖分化产生促进作用。本课题将为脑出血后神经再生修复研究提供一个新的方向。

脑出血后的血肿周围局部微环境可引起炎症反应、显著影响神经功能修复过程。其中，星形胶质细胞在上述炎症反应过程中起着重要作用。若能通过改善星形胶质细胞功能、调控炎症反应，则有望改善神经功能预后。我们通过体外培养小鼠星形胶质细胞，并分别将作为血液降解产物的血红蛋白和亚铁离子作用于星形胶质细胞，发现：（1）血红蛋白可以激活星形胶质细胞，炎症因子IL-1、TNF-α、IL-6表达升高（P<0.05），CCK-8实验表明，血红蛋白处理可以剂量依赖性的增强星形胶质细胞活力，进一步BrdU摄取实验表明，血红蛋白处理可以显著促进星形胶质细胞增殖；（2）血红蛋白活化的星形胶质细胞表现出对血红素诱导的细胞凋亡的抵抗作用：血红素是血红蛋白的降解产物，我们发现血红素可以显著的降低细胞活力，引起LDH释放增加，细胞内ROS水平显著升高，而血红蛋白预处理可以显著降低血红素引起的星形胶质细胞内ROS水平，保护星形胶质细胞免受氧化应激损伤；血红蛋白预处理可以引起星形胶质细胞内Nrf2和HO-1表达升高，并且促进Nrf2核转位；采用si-Nrf2敲低Nrf2表达，可以部分抵消血红蛋白预处理带来的保护作用；（3）亚铁离子对星形胶质细胞具有时间依赖和浓度依赖的神经毒性作用，并促使AQP4表达增高；抗氧化剂及MAPK抑制剂（SB203580和U0126）可以显著减轻亚铁离子诱导的AQP4的表达，并能够同时减少星形胶质细胞死亡。另外，我们通过小鼠脑出血模型证实：（1）GFAP蛋白和Vimentin蛋白在脑出血后的时空差异表达，表明星形胶质细胞去分化和星形胶质-间充质转变可能是反应性星形胶质细胞增生的早期事件；（2）在血红蛋白激活的星形胶质细胞中观察到Cx43下调和YAP核移位；通过免疫荧光和共免疫沉淀测定Cx43和YAP在物理上相关。本课题研究结果将为脑出血后神经再生修复研究提供一个新的方向及潜在治疗靶点。