研究苏合香通过抑制Aqp4介导的胞吞转运降低脑缺血后BBB通透性的机制

The latest research shows that in the early stage (within a few hours) of cerebral ischemia, blood brain barrier (BBB) leakage is caused by the increase of transcytosis in cerebral vascular endothelial cell. The upragulation of aquaporin 4 (Aqp4) and its abnormal polarization is closely related to transcytosis increase. The effect of KaiQiao herbs such as storax in reducing BBB permeability after cerebral ischemia has been widely proved. Previous work of our group and other shows that storax inhibited astrocyte swelling and upregulation of Aqp4 at early phase after cerebral ischemia. We thus presume that storax reduces the BBB permeability by inhibiting Aqp4-derived transcytosis. This study will take Aqp4 inhibitor and gene knockout mice as control, observe the BBB permeability, the ultrastructure of BBB, and the signal crosslinking of Aqp4/Cav-1 related with transcytosis, and the intervention effects of storax in normal and pathological conditions. The project will help researchers to elucidate the mechanism of storax in regulating BBB and provide some new ideas for clinical application.

最新研究表明脑缺血早期（数小时）血脑屏障（BBB）通透性增大是由脑血管内皮胞吞转运显著增加导致，星形胶质细胞足突水通道蛋白4（Aqp4）表达上调及极性分布变化或介导胞吞转运增加。苏合香等开窍药降低脑缺血后BBB通透性的作用已被研究证实。前人及课题组工作表明，苏合香可抑制脑缺血早期星形胶质细胞肿胀及Aqp4上调，推测苏合香是通过抑制Aqp4介导的胞吞转运而降低BBB通透性。本项目拟以Aqp4抑制剂及相关基因敲除鼠作为对照，通过观察BBB通透性及对应时相BBB超微结构、Aqp4/Cav-1间分子信号交联，系统研究Aqp4表达及极性分布对胞吞转运的影响机制，及苏合香在生理、脑缺血病理环境下对其干预作用。项目将有助于阐明苏合香降低脑缺血后BBB通透性的机制，及其在生理和病理环境下对大分子细胞跨BBB转运和稳定BBB完整性的不同作用和意义，为拓宽临床应用提供科学物质基础和新思路。

本项目初步证实了：1.健康大鼠给予苏合香后6h血脑屏障（BBB）对依文思蓝（EB）透过率有升高趋势，12h回落，24h恢复至正常；脑缺血大鼠给予苏合香后，BBB对EB透过率在缺血6h无显著影响，12h、24h有轻度升高趋势，于缺血48h显著升高，于缺血72h回落持平。2.苏合香可改善大鼠脑缺血后6h、12h凝血功能和脑缺血后24h脑微血管血流灌注，降低脑缺血48h脑梗死体积，同时改善了脑缺血大鼠长期神经行为学功能、脑损伤面积和神经血管重塑。3.在脑缺血6h，脑血管内皮胞吞转运显著增加，电镜下可见脑血管内皮小窝数量显著增加、紧密连接结构未见明显破坏，周细胞内皮基膜覆盖率增加，星形胶质细胞足突及线粒体肿胀，同时伴有Cav-1蛋白含量显著增高、AQP4蛋白含量增高及Mfsd2a蛋白含量降低；苏合香可显著降低脑缺血6h内皮胞吞转运率及内皮小窝数量，降低周细胞基膜覆盖率、星形胶质细胞足突及线粒体水肿，显著降低Cav-1蛋白含量，并有降低AQP4蛋白含量及增高Mfsd2a蛋白含量的趋势。综上，研究结果明确了苏合香在生理及脑缺血病理环境下对BBB透过大分子（96kDa）物质的影响，和苏合香对脑缺血后BBB复合体超微结构、内皮胞吞转运的影响，及对AQP4、Cav-1等可能介导内皮胞吞转运的相关分子蛋白表达的影响。提示在合理应用的情况下，苏合香可能有帮助大分子治疗物质透过BBB入脑及稳定脑缺血后BBB完整性的不同作用潜力。