神经肽Humanin在脑白质损伤中的保护作用及机制

Perinatal hypoxia-ischemia (HI) is a major contributor to mortality and lifelong neurological impairments in infants and children, and at present there is no effective treatment in clinical. To study the protective mechanism of brain injury and looking for clinical neuroprotective drugs is a very urgent problem. Cerebral white matter is highly vulnerable to ischemic injury in adults and in neonates. And white matter injury in the newborn brain can result in cerebral palsy and cognitive disability. In our previous study showed that the neuropeptide humanin can significantly reduce infarct areas in mouse cerebral ischemia models, with high resistance to apoptosis of neurons. However, whether humanin has a protective effect on the white matter injury is unclear. Based on previous research, we will study the neuroprotective effect and mechanisms of Humanin on the oligodendrocytes and white matter injury. The study will provide theoretical basis for the development of neuropeptide on the cerebral protection of new drugs and clinical treatment.

新生儿缺血缺氧性脑病可以导致脑瘫、癫痫、智力低下等严重后遗症，是围产期足月儿脑损伤最常见的原因，而目前临床尚无有效的治疗方案。研究脑损伤的保护机制和积极寻找有效的临床神经保护药物是一个极其紧迫的问题。最近的研究表明少突胶质细胞的损伤及脑缺血后白质功能的恢复对脑损伤的预后至关重要，在脑缺血的临床病人中，内囊部位很小的脑白质损伤都可以造成严重的偏瘫，说明了脑白质在脑损伤中起着的重要作用。我们前期的研究表明小分子神经肽Humanin能在脑缺血动物模型中显著减少梗死面积，对神经元具有高效的抗凋亡能力，但Humanin在脑损伤后对脑白质是否有保护作用尚不清楚。在既往研究基础上，本课题将从细胞水平和整体水平研究Humanin对少突胶质细胞和脑白质损伤的保护作用及其机制。本研究将对神经肽类脑保护新药的开发和临床治疗提供理论依据。

神经肽Humanin (HN) 被认为是能对抗淀粉样物质毒性作用的神经多肽，它的第14位丝氨酸被甘氨酸取代的变异体Gly14-Humanin (HNG)，对淀粉样物质毒性的保护作用增加一千倍。脑白质损伤是脑缺血损伤后导致神经功能障碍最主要的原因。脑白质在脑缺血性损伤中具有易损性，会造成少突胶质细胞的丢失。本研究中，我们将观察神经肽HNG在新生大鼠缺血缺氧性（hypoxic/ischemic, H/I）脑损伤模型中是否具有神经保护作用，研究神经肽HNG在新生大鼠H/I脑损伤中对脑白质损伤的保护作用，研究神经肽HNG在新生大鼠H/I脑损伤中对少突胶质细胞的再生和脑源性神经营养因子（brain-derived neurophic factor, BDNF）表达的影响，探讨HNG在髓鞘再生中可能的机制。.将新生大鼠随机分为4组：假手术（Sham）组、Sham+HNG组、H/I+生理盐水（NS）组和H/I+HNG组，建立新生大鼠H/I模型，观察HNG的干预对新生大鼠脑梗死体积、肢体功能恢复、学习能力及脑重的影响。在缺血缺氧后第1 d、3 d、5 d和7 d连续腹腔注射HNG 50 μg/kg，通过冰冻切片后镜下检测第7 d和14 d新生大鼠前囟部位中线的胼胝体厚度；通过免疫荧光染色，检测新生大鼠脑内不同部位髓鞘蛋白（MBP）的表达，观察HNG对脑白质损伤的保护作用。为研究HNG对髓鞘再生中少突胶质细胞的作用，通过免疫荧光染色技术观察第14 d HNG后处理对少突胶质细胞再生（Olig2+/BrdU+）的影响；通过酶联免疫吸附方法检测新生大鼠第14 d脑内纹状体和海马部位的BDNF水平，第28 d大脑和血清中的BDNF水平。.新生大鼠H/I模型中，HNG预处理明显减少大鼠的脑梗死体积；在缺血缺氧后HNG延迟给药，长期的神经功能恢复和和学习能力得到改善，并减少了大鼠的脑萎缩。这些结果提示神经肽HNG对新生大鼠缺血缺氧性脑损伤中具有神经保护作用。HNG后处理能增加新生大鼠脑内胼胝体的厚度，增加纹状体、皮层和胼胝体等部位髓鞘蛋白的表达，说明HNG在脑白质损伤中具有保护作用，能促进脑白质损伤的修复。HNG后处理能促进新生大鼠脑内纹状体部位少突胶质细胞的再生，增加大脑和血清中BDNF表达，表明HNG是通过少突胶质细胞的再生和增加BDNF表达来促进髓鞘再生的。