SIRT3调控小胶质细胞极化保护新生儿脑室内出血后脑损伤的作用及机制研究

Neonatal intraventricular hemorrhage (IVH) can cause perinatal brain injury with severe neurological sequelae. Recent studies demonstrated that neuroninflammation mediated by microglial polarization may be the key pathogenesis of perinatal brain injury, but the the specific mechanisms are not yet clear. In our previous study, we found that low expression of the mitochondrial deacetylase SIRT3 can promote M1 and inhibit M2 microglial phenotype polarization. After IVH, down regulation of SIRT3 increases oxidative stress and causes hydrocephalus, suggesting that SIRT3 may regulate microglial polarization by affect the mitochondrial metabolism. In this research proposal, we plan to utilize inhibitor, RNA interference and gene overexpression techniques to manipulate the protective effect of SIRT3 via M1/M2 microglial polarization both in neonatal IVH rat models and in isolated microglial cells from them. We also plan to explore the potential signaling pathway as well as the key regulators. Completion of this study would not only provide new potential mechanisms for microglial differentiation and functionality, but also provides a novel therapeutic target for brain injury after neonatal IVH.

新生儿脑室内出血（IVH）造成的围产期脑损伤可遗留严重的神经系统后遗症，目前临床上尚无十分有效的治疗手段。最近研究表明小胶质细胞极化介导的神经炎症反应可能是围产期脑损伤的关键致病环节，但具体机制尚不清楚。我们在前期研究中发现线粒体去乙酰化酶SIRT3低表达可促进小胶质细胞M1型极化，抑制M2型极化，且下调SIRT3加剧了IVH后氧化应激反应与脑积水程度，提示SIRT3可能通过影响线粒体代谢调控小胶质细胞极化。在前期研究基础上，本课题组拟应用靶向抑制、RNA干扰与基因过表达技术调控SIRT3表达，在新生鼠IVH模型及离体培养小胶质细胞中，研究SIRT3调控M1/M2型小胶质细胞极化在新生儿IVH后脑损伤中的神经保护作用，可能的信号转导机制及关键效应分子。开展本项目研究不仅为小胶质细胞分化与功能研究提供新的调控机制与干预策略，更有望为新生儿IVH后脑损伤提供非常具有临床应用价值的治疗新靶点。

新生儿脑室内出血（IVH）所致脑损伤与神经功能障碍，至今尚无有效根治手段。小胶质细胞是脑内重要的神经免疫细胞，活化分型为促炎型 M1型小胶质细胞与抗炎型M2型小胶质细胞并介导神经炎症在新生儿IVH后脑损伤中起重要作用，最新研究表明沉默信息调节因子3（SIRT3）作为一种参与能量代谢及氧化应激的线粒体去乙酰化酶，同样也是一种重要的神经炎症调控反应蛋白。基于前期发现抑制SIRT3表达可加剧 IVH 后氧化应激反应并引起脑积水等相关工作基础，我们在本项目中采用药物阻断与基因改造等手段，从整体动物到细胞水平研究SIRT3调控小胶质细胞极化在IVH后脑损伤的效应与机制。本研究在体内新生大鼠生发基层注射胶原酶及体外凝血酶刺激原代小胶质细胞构建的IVH 模型中均观察到小胶质细胞内SIRT3表达明显上调，并伴随不同分型小胶质细胞极化现象，前期M1型小胶质细胞数量显著增加，后期主要影响M2型小胶质细胞极化，提示M1型小胶质细胞较M2型小胶质细胞更早出现极化趋势。为研究SIRT3对小胶质细胞极化的调控作用，我们使用SIRT3抑制剂3-TYP进行药物干预，发现体内药物干预主要影响M1型小胶质细胞极化，而体外药物干预则以引起M2型小胶质细胞数量下降为主。此外，我们进一步构建了SIRT3-KO新生小鼠IVH 模型，发现造模后M1型小胶质细胞数量增多，处于增殖状态的小胶质细胞数量减少。本研究揭示了线粒体定位SIRT3对脑内不同分型小胶质细胞的极化调控作用与相关机制，为新生儿IVH后脑损伤修复发现新靶点奠定了实验基础。