星形胶质细胞TRPV2参与脑缺血神经元损伤的机制研究

After cerebral ischemia, reactive astrocytes play a fundamental role in the pathogenesis of ischemic neuronal death, but the underlying mechanism is unknown. Our previous studies have indicated that the expression of TRPV2 was markedly enhanced in cortical astrocytes after cerebral hypoxia/ischemia. Moreover, hypotonic challenge promoted calcium elevation in astrocyte, and this effect was abolished by low concentration of the TRPV2 inhibitor. The astrocytic swelling that occurs early after the acute CNS pathologies ischemia will activate TRPV2. Thus, we have a hypothesis that TRPV2 activation would influence the proliferation, the excitatory amino acid metabolism and the secretory function of astrocyte through astrocyte calcium signal change, and consequently contribute to neuronal loss following hypoxic-ischemic brain injury.In the present research program, we would investigate the expression and function of astrocytic TRPV2, and its influence on astrocyte function as well as neuronal death after cerebral ischemia.Our research results will offer potential therapeutic target for the treatment of ischemic stroke.

脑缺血后，活化的星形胶质细胞（Ast）可影响神经元的存亡和修复，但其具体作用机制尚不明确。前期研究表明，脑缺血时Ast瞬时感受器电位离子通道香草素受体2（transient receptor potentialvanilloid-2，TRPV2）表达上调，并与Ast低渗肿胀时细胞钙活动相关。脑缺血后，Ast急性肿胀，激活TRPV2。我们推测，TRPV2可能通过介导Ast钙活动变化影响其自身活化增殖、谷氨酸代谢及释放分泌功能，进而影响神经元生存微环境，参与脑缺血后神经元的损伤与修复过程。为验证上述假说，本项目以Ast表达的TRPV2为切入点，采用膜片钳、流式细胞术、毛细血管电泳、钙成像、锌指核酶、实验动物等方法，明确脑缺血时Ast TRPV2的表达与活性变化；明确TRPV2活性调控对Ast功能改变和神经元损伤的影响，为进一步探讨Ast参与脑缺血的病理生理机制，开发新的脑保护药物奠定理论基础

急性缺血性卒中是严重危害人民身心健康和生活质量的主要疾病之一。脑缺血后，活化的星形胶质细胞可影响神经元的存亡和修复，但其具体作用机制尚不明确。前期研究表明，星形胶质细胞钙离子活动是调控脑缺血再灌注损伤时星形胶质细胞功能的关键靶点。作为主要钙离子通道之一，本项目以星形胶质细胞表达的TRPV2为切入点，采用ELISA、毛细血管电泳分析、免疫荧光、钙成像、CRISPR/CAS 9、实验动物等方法，明确脑缺血时星形胶质细胞TRPV2表达与活性的变化；明确TRPV2活性调控对星形胶质细胞功能改变和神经元损伤的影响。本项目的研究首次在大鼠大脑皮层星形胶质细胞发现功能性表达的TRPV2蛋白。进一步研究发现，脑缺血时，低渗、酸化、神经递质等缺血损伤因子综合作用，可以诱导皮层星形胶质细胞TRPV2表达上调，活性增强，并介导了脑缺血时星形胶质细胞内Ca2+浓度的升高。与此同时，离体及在体实验均证实脑缺血再灌注时阻断TRPV2可以抑制星形胶质细胞的活化增殖；并诱导星形胶质细胞神经生长因子（而不是脑源性神经营养因子）的合成及释放。此外，我们还观察到TRPV2阻断对神经生长因子合成及释放的调控主要是通过促进（MAPK）-JNK信号途径磷酸化实现的，抑制或敲除JNK蛋白，可以逆转脑缺血再灌注时TRPV2抑制相关神经生长因子的合成及释放。最后，离体共培养模型及在体动物实验也说明，脑缺血时星形胶质细胞TRPV2阻滞可以通过抑制胶质瘢痕的形成，改善神经损伤微环境促进神经元的存活，改善动物行为学评分。综上所述，本项目研究结果说明脑缺血时星形胶质细胞TRPV2调控可以通过影响星形胶质细胞功能参与脑缺血后神经元的损伤与修复，星形胶质细胞TRPV2有可能成为脑缺血后的潜在治疗靶点。