脂联素非AMPK依赖信号通路在糖尿病性脑卒中继发脑损伤中的作用

Stroke secondary to diabetes results in the higher morbidity and mortality. We found that, 1) plasma level of adiponectin (APN) decreased in stroke plasma secondary to diabetes; 2) exogenous APN significantly reduced brain injury after stroke secondary to diabetes. 3) APN can exert neuroprotective effects in MCAO mice model with AMPK gene mutation. These results indicated that: 1) decreasing of APN level would be an important underlying pathogenesis mechanism of stroke secondary to diabetes; 2) APN might play a neuroprotective role in diabetic stroke via AMPK independent fashion. Hence, this subject plan to clarify that APN protects neural cells from secondary brain injury through mediation of AMPK independent way, by using primary neuronal culture, animal models of diabetes and MCAO, electrophysiological examination, and pathophysiological and molecular biological methods, and then to demonstrate the role of APN in the pathogenesis of stroke secondary to diabetes and elucidate the molecular pathological mechanism of stroke secondary to diabetes. This subject would provide novel targets for attenuating incidence of stroke secondary to diabetes and reducing secondary brain injury.

糖尿病继发脑卒中后，残、死率更高。我们发现：①糖尿病继发脑卒中后，血浆APN水平显著降低；②脂联素基因敲除小鼠脑卒中后继发脑损伤明显加重，外源性APN可显著降低脑卒中继发脑损伤；③脂联素在AMPK功能障碍动物卒中模型中依然发挥脑保护作用。据此提出科学假设 ：糖尿病后脂联素功能障碍是导致脑卒中发病率增高并加重继发脑损伤的重要原因，外源性脂联素可有效减轻脑卒中后继发脑损伤，但这一脑保护作用非依赖于脂联素经典信号通路分子AMPK。然而还有一系列问题亟待解决：①糖尿病继发脑卒中后血浆APN水平为何降低？②APN如何减轻继发性脑损伤并发挥脑保护作用？③APN是否不依赖于AMPK信号通路发挥脑保护作用？阐明以上问题，不仅有助于回答为什么糖尿病患者脑卒中发病率增加以及继发脑损伤加重等科学问题，也为调动内源性脑保护机制，减轻继发性脑损伤，改善患者临床预后，提供重要理论依据和临床干预靶点。

糖尿病及由此引起的脑血管疾病已成为全球性的“流行性”疾病。糖尿病能显著增加脑卒中的发病率并加重继发脑损伤，然而糖尿病引起神经细胞易损性增加的机制尚未完全阐明，相关治疗手段缺乏。脂联素（Adiponectin, APN）是一种胰岛素超敏化激素，是机体脂质代谢和血糖稳态调控网络中的重要调节因子。以往研究发现，脂联素水平在 2 型糖尿病患者显著降低，并与脑卒中继发脑损伤程度呈负相关。那么脂联素是否是联系糖尿病与脑卒中及并发症的关键分子之一还不清楚， 并且脂联素的内源性脑保护作用及其分子机制也未见明确报道。.本课题组重点围绕脂联素非AMPK依赖信号通路在糖尿病性脑卒中继发脑损伤中的作用开展相关研究。采用课题组已取得发明专利的拟脂联素多肽APNp对小鼠卒中模型进行腹腔注射，APNp可以有效减轻神经细胞凋亡，脑水肿，神经功能缺陷并改善卒中预后，初步证实了糖尿病后脂联素功能障碍是导致脑卒中发病率增高并加重继发脑损伤的重要原因，而外源性脂联素能显著减轻脑卒中后继发脑损伤。并且在进一步的机制研究中发现这一脑保护作用并不依赖于脂联素经典信号通路AMPK，而是可以通过PKA-CREB-BDNF， JAK2/STAT3及Smad3等非AMPK依赖信号通路调控包括氧化应激反应，炎症反应，线粒体功能障碍以及神经营养因子分泌等重要生理病理过程，从而减轻卒中后的继发性脑损伤，改善神经功能预后。.综上所述，本课题以代谢异常状态下脑易损性增加及内源性生存信号钝化机制为突破点，全面揭示以脂联素为中心的脑保护分子机制——AMPK 非依赖的信号通路在脂联素减轻糖尿病脑卒中继发脑损伤中的作用，为寻求降低糖尿病脑卒中发生率，建立内源性保护与预警系统提供新的理论依据。