小胶质细胞焦亡及其NLRP/inflammasome/caspase-1调控通路在脑出血中的作用机制

The high rate of disability and mortality after intracerebral hemorrhage brought huge burden for family and society. The researchers confirmed that microglial is an important immune cells in central nervous system, and also found that the pyroptosis of the immune cells is a key mechanism of many diseases, but it is unclear wether or not the pyroptosis of microglial is involved in the mechanisms of brain injury after intracerebral hemorrhageis. This project aims to elucidate the specific mechanisms of microglial pyroptosis and its NLRP/inflammasome/caspase-1 pathway after the intracerebral hemorrhage. Firstly, we activated microglial in vitro and tested the content of mRNA and protein of NLRP and caspase-1 in the cytoplasm by RT-PCR and Western blot ways; Furthermore, we establish the model of intracerebral hemorrhage on rats, and detect the effects on the pyroptosis and NLRP/inflammasome/caspase-1 pathway of microglial with the immunofluorescence in situ, real-time PCR and immunohistochemical technique methods; and observe the neuronal injury around the hematoma, brain edema and motor functional recovery of limbs on the whole. Comprehensively analysis the effects on the pyroptosis of microglial during the progress of intracerebral hemorrhage, we further clarify the mechanisms of intracerebral hemorrhage, and provide the basis for searching the new therapeutic targets.

脑出血的高致残率、致死率给家庭和社会带来巨大负担。研究者证实小胶质细胞是中枢系统的主要免疫细胞，并发现免疫细胞焦亡是引起诸多疾病的关键机制，其细胞焦亡是否参与脑出血后脑损伤的机制尚不清楚。本项目旨在阐明脑出血后小胶质细胞焦亡及其NLRP/inflammasome/caspase-1调控通路的具体机制。首先在体外激活小胶质细胞，采用RT-PCR及western blot法检测胞浆中NLRP和caspase-1的mRNA及蛋白表达含量；进一步建立大鼠脑出血模型，采用原位免疫荧光、real-time PCR、免疫组化技术检测体内小胶质细胞焦亡及NLRP/inflammasome/caspase-1调控通路的具体作用；整体观察血肿周围神经元损伤、脑水肿及肢体功能修复程度。综合分析小胶质细胞焦亡在脑出血过程的作用，为进一步明确脑出血机制、寻找新的治疗靶点提供依据。

脑出血的高致残率、致死率给家庭和社会带来了巨大负担。早期的研究者们已经证实小胶质细胞是中枢系统的主要免疫细胞。脑出血后多种因素诱导小胶质细胞活化。活化后的小胶质细胞释放促炎性因子、趋化因子等，使炎性细胞向脑损伤部位迁移，破坏血脑屏障，引起血管源性水肿，通过不同的机制对神经元细胞及胶质细胞造成损伤，甚至导致细胞各种形式的死亡，其中细胞焦亡是一种重要的死亡方式。与此同时，研究表明免疫细胞焦亡是引起诸多疾病的关键机制，但是否参与脑出血后的脑损伤过程尚不清楚。本项目旨在阐明脑出血后小胶质细胞焦亡及其NLRP/inflammasome/caspase-1调控通路的具体机制。在项目执行期间，项目负责人带领团队首先运用caspase-1抑制剂（Ac-YVAD-cmk）从体外细胞实验及大鼠动物模型方面证实抑制炎症通路相关蛋白可减小活化小胶质细胞后炎症反应：NLRP3/caspase-1/IL-1β, IL-18mRNA含量及蛋白表达量减少，血肿周围脑组织炎细胞浸润减少；运用电镜观察证明脑出血后存在小胶质细胞焦亡现象。同时证实TBI导致受损大脑皮层小胶质细胞NLRP3炎性体介导的细胞焦亡，且其可被AC-YVAD-cmk抑制并减轻神经功能损伤及脑水肿程度。最后选择一种新型的抗炎药物----青蒿琥酯，其应用在大鼠脑出血模型后，初步发现其具有抑制细胞焦亡的作用，能够改善脑出血后肢体功能评分。相关结果已经发表SCI收录文章2篇，中文期刊5篇，尚有部分结果正在投稿中。我们初步的研究结果可以证明小胶质细胞焦亡在脑出血过程中起一定作用，被抑制后能够改善脑出血的微环境，为进一步明确脑出血机制、寻找新的治疗靶点提供依据。