层粘连蛋白及其受体整合素α6β1调控脑梗死后血管神经再生的机制研究

Cerebral ischemia is a major cause of death and disability worldwide. Thrombolytic therapy is an effective therapy when administered within 4.5 h after cerebral ischemia. However, only a few patients are able to receive treatment due to the limited therapeutic window. Recently, angiogenesis and endogenous neurogenesis after cerebral ischemia have been observed. In our previous study, angiogenesis induced by treatment could significantly promote endogenous neurogenesis, which may cause functional recovery after cerebral ischemia. However, whether angiogenesis is the direct cause of endogenous neurogenesis is still unknown, and the molecular mechanism of neurovascular regeneration requires further research. In this study, we will investigate the relationship between angiogenesis and endogenous neurogenesis through increasing and decreasing angiogenesis after cerebral ischemia, and the changes in the anatomy, modified neurological severity scores, and micro-PET will be examined. Additionally, the effect of laminin and its receptor α6β1 integrin in the process of regulating angiogenesis and endogenous neurogenesis will be further studied. This study will provide theoretical basis for the treatment strategy of cerebral ischemia.

脑卒中是单病种致死、致残率最高的疾病，其中脑梗死最为常见，但是目前脑梗死除发病后短时间内及时溶栓治疗外，尚无切实有效的治疗方法。近年来，脑梗死后血管新生和内源性神经再生两种现象倍受关注。我们的前期研究发现：脑梗死后促进梗死周边血管新生可以显著激活内源性神经再生，进而达到更好的神经功能恢复效果。然而，血管新生是否是促进内源性神经再生的直接原因有待进一步研究；另外，参与其中的分子机制也需深入探讨。本研究拟在前期实验的基础上，通过上调和下调梗死周边血管新生，探讨脑梗死后血管新生和内源性神经再生两者之间的关系；同时在上调和下调梗死周边血管新生继而促进或减弱内源性神经再生后，研究受损神经系统在大体解剖、行为学和功能影像学方面的变化；本研究还将深入探讨层粘连蛋白及其受体整合素α6β1在调控脑梗死后血管神经再生过程中的分子机制。本研究将为提高脑梗死的治疗效果及完善脑梗死的治疗策略提供更为丰富的理论依据。

研究背景和目的：近年来，围绕脑梗死的研究众多，其中，脑梗死后血管新生和内源性神经再生这两种现象倍受关注。我们的前期研究发现：脑梗死后促进梗死周边血管新生可以显著激活内源性神经再生，进而达到更好的神经功能恢复效果。本研究拟通过上调和下调梗死周边血管新生，探讨脑梗死后血管新生和内源性神经再生两者之间的关系；本研究还将深入探讨层粘连蛋白及其受体整合素α6β1在调控脑梗死后血管神经再生过程中的分子机制。.研究方法：线栓法建立大鼠大脑中动脉栓塞模型（middle cerebral artery occlusion，MCAO）。将mNSS评分10—13分的50只大鼠纳入最终实验分组并随机分为5组,每组10只：①未干预对照组；②VEGF上调血管组；③endostatin下调血管组；④脑室注射CXCR4抗体组；⑤脑室注射α6β1拮抗剂（GoH3抗体）组。通过BrdU标记增殖干细胞、laminin标记血管基质、α6β1抗体标记NSPCs等几种指标共染，研究NSPCs、层粘连蛋白、血管三者之间的关系。.结果：1、MCAO模型后2 W，VEGF组和对照组比较，行为学恢复更为明显，差异有统计学意义（P<0.05），表现为mNSS评分下降以及粘贴物移除实验中大鼠去除粘贴物的时间缩短。而endostatin组、anti-CXCR4组、GoH3组的行为学恢复较慢，差异有统计学意义（P<0.05），表现为mNSS评分下降较缓以及粘贴物移除实验中大鼠去除粘贴物的时间改善不明显。2、MCAO模型后2w，micro-PET结果显示，VEGF组大鼠梗死侧皮质和纹状体摄取18F-FDG增加，代谢缺损较对照组减少。3、同对照组比较，VEGF组大鼠脑梗死周边血管数量增多。而endostatin组血管较少。4、同对照组比较，VEGF组SVZ区和SGZ区内源性NSPCs增殖、向梗死周边迁移均显著增强，而endostatin组的增殖、迁移均减弱。CXCR4组的增殖与对照组相比无差异，而GoH3组的增殖明显减弱。.结论：脑梗死后促进血管新生可以更好地为增殖、迁移的NSPCs提供良好的血管微环境，从而进一步促进内源性神经再生；封闭整合素α6β1后NSPCs增殖减弱，可进一步实验证实其与laminin共同作用下调控NSPCs与血管微环境之间的紧密联系。