多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶在重组组织型纤溶酶原激活剂的血管毒性中的作用机制研究

The standard approved pharmacological treatment for acute ischemic stroke is thrombolysis by recombinant tissue plasminogen activator (rt-PA). However, the therapeutic window of rt-PA is very short，furthermore, rt-PA aggravates intracerebral hemorrhage, also called hemorrhagic transformations (HT). Our previous work demonstrated that the poly(ADP-ribose)polymerase (PARP) inhibitor PJ34 prevented the degradation by rt-PA of various components of the blood brain barrier (BBB) after cerebral ischemia. This effect of PJ34 was associated with decreased HT and reduced behavioral deficits. The aim of the present work is therefore to find out by which mechanisms PARP is implicated in the vascular toxicity of rt-PA. Focal cerebral ischemia will be performed in PARP-1-/- and wild type mice by transient endovascular occlusion of the left middle cerebral artery. We will first evaluate the activation of PARP and HT at different time points after administration of rt-PA, and then two different molecular pathways potentially modulated by PARP leading to the degradation of the BBB and to HT will be studied: PARP-NF-κB-MMPs/ inflammation and PARP-Apoptosis Inducing Factor-Parthanatos. The results of this study will increase the interest of PARP inhibition in the prevention of post-thrombolysis HT in patients suffering from ischemic stroke.

缺血性脑卒中急性期首选的药物治疗为重组组织型纤溶酶原激活剂 (rt-PA) 溶栓。然而rt-PA的治疗窗非常狭窄，并会增加患者出血性转化的风险，因此只有极少部分患者获益于该治疗。我们的前期实验证实，多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶（PARP）抑制剂能减少rt-PA引起的出血性转化，并能改善动物的神经功能，但其作用机制不明。为此，本课题的研究目的在于探索PARP参与rt-PA血管毒性作用的机制。我们将采用PARP基因敲除小鼠，利用线栓法脑缺血模型，首先评估rt-PA注射后不同时间点PARP活性的动态变化及其与出血性转化的相关性，然后从PARP-NF-κB-金属基质蛋白酶(MMP)/炎症反应以及PARP-凋亡诱导因子-PARP依赖性细胞死亡2条信号通路来研究其发挥作用的机制。该研究结果将为明确PARP是否为控制rt-PA血管毒性的合适靶点提供依据，使更多缺血性脑卒中病人受益于rt-PA溶栓治疗。

脑梗死急性期首选的药物治疗为重组组织型纤溶酶原激活剂(rt-PA)溶栓。然而rt-PA的治疗窗非常狭窄，并会增加患者出血性转化的风险，因此只有极少部分患者获益于该治疗。我们的前期实验证实，多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶（PARP）抑制剂能减少rt-PA引起的出血性转化，因此本研究的主要目的在于探索PARP参与rt-PA血管毒性作用的机制，并寻找可用于临床治疗的PARP抑制剂。Olaparib是PARP抑制剂中首个获得FDA批准的药物，具有良好的临床安全性，但其批准领域为肿瘤辅助治疗，目前尚不明确该药是否能够在活体模型中降低脑梗死损伤，因此我们首先研究了Olaparib对脑梗死后小鼠的神经保护作用。我们采用线栓法制作ICR雄鼠大脑中动脉栓塞模型，2小时后拔除线栓实现再灌注，选择不同剂量的olaparib：1、3、5、10、25mg/kg，在拔除线栓后立即采用腹腔注射的方式给药。首先，我们在脑梗死后24小时对小鼠进行行为学测试，测试内容包括神经评分、Grip 和 String试验。3mg/kg及5mg/kg的Olaparib可显著改善小鼠的神经功能，低浓度组及高浓度组均不能改善小鼠的神经功能。然后，我们采用焦油紫染色评估了脑水肿程度及脑梗死体积。虽然各浓度的Olaparib均不能降低脑梗死小鼠的脑水肿程度，但是3mg/kg和5mg/kg的Olaparib治疗组小鼠的脑梗死体积较未治疗组明显下降。最后，我们运用免疫组化对微血管基底膜蛋白Collagen IV和紧密连接蛋白Claudin-5的表达以及血管内IgG的漏出进行了评价。虽然各浓度的Olaparib均不能抑制脑梗死引起的Claudin-5的降解，但3mg/kg和5mg/kg的Olaparib可明显抑制脑梗死引起的Collagen IV的降解及IgG的漏出。综上所述，PARP抑制剂Olaparib对缺血再灌注损伤小鼠有明确的神经保护作用，其中3mg/kg和5mg/kg两个浓度的Olaparib神经保护作用最明显，该保护作用主要通过减少脑梗死体积及血脑屏障损伤而实现。目前，我们正在进一步探索Olaparib是否可以抑制rt-PA引起的出血转化，从而减轻其血管毒性作用，并进一步探索其可能的分子机制。由于该药物已在肿瘤领域进入临床，故而具有很高的临床应用前景，本研究的结果将为脑梗死的神经保护治疗提供新思路，使更多的脑梗死患者获益