基于炎性靶标的调节性T细胞过继转输防治蛛网膜下腔出血后脑损伤

Inflammatory responses play key roles in the pathogenesis of cerebral vasospasm and related cerebral injury following subarachnoid hemorrhage (SAH). We have found that regulatory T cells (Tregs) infusion inhibits the pathological process of inflammation-related cerebral disorders and exerts protective effects. In this proposal, mouse Tregs will be deleted to investigate the endogenous protective role of Tregs on cerebral vasospasm and related cerebral injury following SAH. Then, naturally isolated and in vitro expanded and activated Tregs will be infused into mouse and rats both preventively and therapeutically, followed by the induction of SAH. Tregs will be tracked in the recipients after adoptive transfer. The improvement of Tregs on functional outcome of SAH will be evaluated quantificationally, and the inhibitory effects on cerebral vasospasm will be determined, via observing the effects on cerebral artery and related molecular pathway, and also certain regulatory factors. The effects on SAH-related cerebral injury will be investigate via detecting the brain edema, blood-brain barrier, hippocampal neuron damage, and cerebral white matter injury. The anti-inflammatory response mechanism of the protective effects of Tregs on CVS and related cerebral injury after SAH will be verified via observing the immune signaling and the inflammation both in the brain and systemically. The proposed study will develop Tregs as a novel therapeutic strategy based on anti-inflammation to promote the recovery of cerebral vasospasm and related cerebral injury after SAH.

炎症反应在蛛网膜下腔出血（SAH）后脑血管痉挛（CVS）及脑损伤中起关键性作用。我们发现调节性T细胞(Tregs)过继转输能显著阻抑脑部炎症反应有关的病理过程。本项目拟首先通过删除Tregs来探明Tregs对SAH后CVS及脑损伤的内源性保护作用，然后对SAH动物预防性及治疗性过继转输自然分离的和经体外扩增的Tregs，对供体Tregs进入受体动物体内的有效性进行示踪分析。定量评价Tregs转输对SAH功能性预后的改善作用；通过对CVS及有关分子通路及调节因子的检测来评价其对CVS的缓解作用；通过对脑水肿、血脑屏障通透性、海马神经元损伤、脑白质损伤等检测来评价其对早期及慢性脑损伤的保护作用；通过检测脑部及系统炎症反应变化，探讨其防治SAH后CVS及脑损伤的抗炎机制。本项目将建立一种全新的、通过抑制炎症反应而缓解SAH后CVS及促进神经功能恢复的Tregs治疗策略。

本项目按照研究计划进行，进展顺利，达到了预期效果。由复杂的早期事件及脑血管痉挛（CVS）等因素所导致的脑损伤是临床上蛛网膜下腔出血（SAH）患者预后不良的重要原因。出现显著而持续的神经炎症反应是SAH继发脑损伤的重要机制。调节性T 细胞（Tregs）是能够抑制炎症反应的特定的T细胞群，在缺血性脑损伤时，Tregs能显著阻抑脑部炎症反应有关的病理过程。本项目首先分离出高纯度Tregs，在体外进行有效扩增并保持了其生物学活性。在体外实验中发现，Tregs与体外小胶质细胞系BV2共培养，在LPS等刺激下，可减少炎性刺激因子NO、TNF-α、IL-6的表达，显著增加炎性抑制因子IL-10的表达，减轻炎症反应，并增强BV2吞噬功能。通过构建Tregs缺失小鼠并制作血管内穿刺法SAH模型，进行了内源性调节性T细胞对SAH后免疫、炎症的影响和对CVS及脑损伤保护作用的研究。在探讨外源性Tregs对SAH后脑损伤潜在治疗作用的研究中，建立了大鼠枕大池二次注血法SAH模型，以及小鼠颈内动脉线栓刺破法SAH模型，静脉注射给予外源性Tregs，评价了有关治疗效果和细胞及分子机制。在Tregs删除小鼠，SAH后做所导致的局部脑血流量降低更加明显，CVS及微循环异常加重，脑水肿和血脑屏障破坏更加严重，Tregs删除还显著加剧SAH后神经功能恶化，表明Tregs对SAH具有内源性保护作用。在大鼠及小鼠SAH模型的研究中发现，Tregs过继转输能够明显改善SAH后继发性脑缺血状态，其可能通过血管扩张作用而缓解脑部主要动脉血管的痉挛，或通过改善脑微循环灌注状态而改善继发性脑缺血。研究还发现，过继转输Tregs能够抑制脑组织炎性细胞浸润，明显抑制脑组织基质金属蛋白酶-9（MMP-9）升高。通过检测脑组织中促炎因子和炎症抑制因子浓度来评估研究了SAH后神经炎症过程及Tregs过继转输对神经炎症的影响，发现Tregs治疗能够在一定程度上改善SAH后促炎因子和抑炎因子之间的平衡，有利于神经炎症的恢复。本项目建立了一种易于临床转化应用的SAH后细胞治疗新策略。本项目围绕着Tregs输注移植对SAH后脑损伤及神经功能恢复的影响和有关机制进行了系统的研究，已取得了一批有特色、有影响的成果。本项目已发表多篇有影响的学术论文，并在学术交流、人才培养等方面发挥了重要作用。