咪唑啉I2受体信号通路通过调节小胶质细胞NOX2表达在糖尿病相关脑缺血再灌注损伤中的作用

Perioperative cerebral ischemic reperfusion injury(CIRI) tends to be exaggerated when patients suffer from diabetes mellitus(DM), of which the mechanism involves oxidative stress and inflammatory response caused both by CIRI and DM. NOX2 was found to play a crucial role in CIRI. In our previous study, an increased expression of NOX2 in microglia was detected in diabetic rats after CIRI, meanwhile the oxidative stress and inflammatory response were aggravated. Previous studies revealed that neuron and microglia can interact on each other through neuronal NMDA receptor and microglial P2Y12 receptor. Accordingly we hypothesized that Imidazoline I2 receptor (I2R) may possibly ameliorated CIRI through reduced expression of NOX2 in microglia by regulation of neuronal NMDA receptor phosphorylation in DM rat. A diabetic rat model of local cerebral ischemia reperfusion was explored. We will first suppress the expression of NOX2 to clarify its effect on CIRI; apply I2R specificity regulation drug 2-BFI to research its regulatory mechanism for NOX2 in the neuron-microglial cell co-culture system; by which means will we devote to illuminate the effect of 2-BFI on CIRI with DM both in vivo and in vitro. We will further clarify the pathology mechanism of CIRI with DM and provide basic evidence for clinical application of I2R for treatment of CIRI.

糖尿病患者围术期脑缺血再灌注损伤（CIRI ）程度加重，机制涉及双方面的氧化应激与炎症反应，小胶质细胞NOX2在这一过程中发挥重要作用。本课题组前期研究发现：糖尿病大鼠发生CIRI 后脑组织内NOX2 表达明显增多，氧化应激和炎症反应增强。研究表明，神经元与小胶质细胞可通过神经元NMDA 受体及小胶质细胞P2Y12 受体相互作用。据此我们提出假说：咪唑啉I2受体(I2R)可调节神经元NMDA 受体磷酸化，抑制小胶质细胞NOX2表达，减轻糖尿病CIRI。我们利用糖尿病大鼠局灶脑缺血再灌注模型，干预NOX2表达以确定其在CIRI中的作用；在神经元-小胶质细胞共培养体系中用I2R特异性调控药物2-BFI研究其对NOX2的调控机制；在体内/外明确2-BFI对糖尿病CIRI的治疗效果。本课题的实施将进一步阐明糖尿病CIRI的病理机制，为作用于I2R 的药物在临床脑保护方面的应用提供理论依据。

我国是糖尿病人口大国，糖尿病患者占成年人总数的10.9%，其中仅49.2%的患者血糖能够得到有效控制。已经证实：糖尿病患者 CIRI 的发病率增加并且损伤程度加重。随着医疗技术的进步和手术禁区的不断突破，接受手术治疗的糖尿病患者数量将逐年增加。当今的麻醉学已经由过去单纯的保证患者安全无痛逐步迈入可以影响手术效果和患者愈后的围术期医学，研究糖尿病患者围术期缺血性脑卒中的防治方案，保证庞大的糖尿病患者群体安全度过围术期是当前麻醉学领域的一个重要课题。.本项目课题组在前期实验基础上，查阅了相关文献并进行总结，发现了糖尿病机体发生 CIRI 时，脑组织会受到来自糖尿病与脑缺血再灌注双方面的氧化应激损伤及炎症损伤，并提出在这两种病理过程中有一个发挥关键作用的交叉点：脑内小胶质细胞活化后表达 NOX2 增多。而用配体 2-BFI 调控I2R 则很有可能通过抑制神经元 NMDA 受体亚基 NR2B 磷酸化，从而在“源头上”达到抑制小胶质细胞 NOX2 的表达，减轻神经元凋亡的目的。. 过去的三年中，课题组通过采用清洁级实验大鼠及体外细胞培养技术，证实：①小胶质细胞NOX2在糖尿病脑缺血再灌注损伤中具有重要作用；②特异性咪唑啉I2受体激动剂2BFI对小胶质细胞NOX2具有调控作用，且该作用是通过神经元来间接发挥的；③2BFI可减轻糖尿病大鼠脑缺血再灌注损伤，减少神经元死亡，其机制可能与减少小胶质细胞炎症因子和活性氧的产生有关。. 本课题组目前取得的研究结果明确了小胶质细胞 NOX2 可作为糖尿病相关 CIRI 治疗的靶点，为今后在临床上对具有发生 CIRI 高危因素的糖尿病患者进行手术时实施脑保护指出一条新的思路。同时，课题组发现了2-BFI 对NOX2 的调控机制，明确了2BFI可减轻糖尿病大鼠脑缺血再灌注损伤，减少神经元死亡，为作用于 I2R 的药物在临床脑功能保护方面的应用提供理论依据和佐证。