脑血管内皮细胞分泌BDNF对蛛网膜下腔出血神经元凋亡的保护作用及机制

由脑血管内皮细胞与神经元等组成的"神经血管单元"的结构和功能破坏是造成神经系统疾病发生发展的重要原因。体外研究显示, 缺氧应激下共培养的血管内皮细胞通过减少BDNF的分泌而引起神经元的凋亡。我们的研究结果显示，蛛网膜下腔出血(SAH)后存在不同程度的神经元凋亡。SAH后是否也是由于脑血管内皮细胞分泌BDNF减少引起神经元的凋亡，进而造成"神经血管单元"的结构破坏而导致神经功能受损？为了弄清这一问题,本研究首先体外培养小鼠脑微血管内皮细胞和原代大脑皮层神经元，检测血液溶解产物对血管内皮细胞分泌BDNF和神经元凋亡的影响；然后，建立Rip2和Caspase-1基因敲除小鼠SAH模型,探讨重组BDNF对SAH小鼠神经行为学评分和脑血管痉挛的影响以及脑血管内皮细胞和神经元Rip2/Caspase-1凋亡通路的变化，旨在阐明脑血管内皮细胞在SAH后对神经元的保护作用及机制,为SAH的防治提供新靶点。

自发性蛛网膜下腔出血(SAH)是神经外科最常见的危重急症之一。既往认为迟发性脑血管痉挛是出血后神经功能受损及致死致残的主要原因。但近年的临床观察却发现，脑血管痉挛的缓解并不能完全避免神经功能缺失的发生。研究发现，由脑微血管内皮细胞(BMVECs)与神经元等组成的“神经血管单元”的结构和功能破坏是造成神经系统疾病发生发展的重要原因。由于SAH后存在不同程度的神经元凋亡，SAH后是否存在BMVECs分泌BDNF减少，进而引起神经元的凋亡，造成“神经血管单元”的结构破坏而导致神经功能受损，尚未见相关的文献报道。.为了弄清这一问题，本研究首先分离培养小鼠原代大脑皮层神经元及BMVECs并鉴定，加入不同浓度的血液溶解产物，检测血液溶解产物对BMVECs和神经元凋亡的影响。继之，我们探讨了重组人脑源性神经生长因子（rhBDNF）对血液溶解产物诱导小鼠脑皮层神经元凋亡的保护作用及机制，探讨了抗氧化应激剂白藜芦醇对小鼠BMVECs氧化应激损伤的保护作用以及细胞色素C抑制剂醋甲唑胺对SAH小鼠神经功能损害的影响。并探讨了细胞粘附分子Vinexin和炎性因子Tollip在氧糖剥夺神经元中的表达情况及在脑缺血/再灌注损伤中的作用。.我们的研究发现，血液溶解产物能显著抑制原代培养的小鼠脑皮层神经元和BMVECs的生长，并诱导其发生凋亡，其机制可能是通过上调凋亡通路相关蛋白的表达来实现的。BDNF能抑制血液溶解产物对神经元的损伤，减少神经元凋亡率，降低由血液溶解产物引起的凋亡相关蛋白的过表达，并呈浓度依赖性。白藜芦醇对BMVECs氧化应激损伤具有保护作用。醋甲唑胺可改善SAH小鼠的认知功能，并可能是通过抑制caspase-3的激活、抑制海马神经元的凋亡来起作用的。Vinexin和Tollip在脑缺血/再灌注损伤中起促进作用。.本研究结果理论上阐明了SAH后血液溶解产物可导致BMVECs和皮层神经元的凋亡进而引起神经功能受损，BDNF、醋甲唑胺、白藜芦醇等能抑制脑微血管内皮细胞及神经元的凋亡，维持“神经血管单元”结构和功能的完整，阻止血脑屏障的破坏而抑制SAH后的继发性神经功能损害。针对细胞粘附分子Vinexin和炎性因子Tollip的治疗可能在脑缺血缺氧和血脑屏障损害中起保护作用。该研究结果为SAH和其它脑缺血缺氧性疾病的防治提供了理论依据。