TRPA1介导钙激活钾通道促进血管舒张在脑梗死后血管重构中的作用及机制

Cerebral ischemia followed by a series of physiological and pathological processes results in irreversible damage to the brain tissue. Therefore, the main target of treatment in cerebral ischemia is to restore the blood supply as soon as possible and promote artery dilation. Recent studies have found that hypoxia and reactive oxygen species could regulate TRPA1 in the cerebral artery endothelium, and activation of Ca2+ activated K+ channels through TRPA1 plays important roles in cerebral artery dilation. However, the function and mechanism of TRPA1 mediated Ca2+ activated K+ channels promote cerebral artery dilation in vascular remodeling of stroke is still unknown. This study aims to explore the role of Ca2+ activated K+ channels in stroke through regulate the expression of TRPA1 by constructing adnoviral vectors in rats with middle cerebral artery occlusion, we detect Ca2+ activated K+ channels, Ca2+ concentration, vascular tone, vascular diameter, infarct volume and neurologic outcomes to clarify the regulation mechanism of TRPA1 in vascularremodeling of stroke. Taken together, this study will provide new theoretical basis and targets for treatment of stroke.

脑梗死后组织缺血缺氧启动一系列病理生理过程最终导致大脑的不可逆损伤，因此尽快恢复血供，促进大脑血管舒张和重构是脑梗死的主要治疗目标。最近研究发现缺氧和氧化损伤产物ROS可以活化大脑血管内皮细胞上的瞬态电压感受阳离子通道（TRPA1），而TRPA1介导钙激活钾通道开放在血管舒张方面起重要作用。但TRPA1介导钙激活钾通道开放在脑梗死后血管重构中的作用及机制尚不清楚。本研究拟利用体外培养新生大鼠血管内皮细胞缺氧模型及大鼠大脑中动脉梗死模型，构建腺病毒载体干预TRPA1基因表达，通过膜片钳、Western Blot、激光共聚焦、免疫组化、免疫荧光、血管张力测定、行为学评价等方法检测钙激活钾通道开放、细胞内Ca2+浓度、血管张力、血管内径、梗死体积和神经功能等变化。本研究旨在阐明TRPA1介导钙激活钾通道促进血管舒张在脑梗死后血管重构中的作用及机制，为脑梗死的治疗提供新的理论基础和和作用靶点。

近年来，TRPA1在脑血管疾病方向成为新的研究热点，TRPA1 在血管中分布在紧靠平滑肌细胞下的血管内皮上，其激动剂可以显著降低血管平滑肌细胞内钙离子浓度，血管平滑肌松弛促使脑血管舒张。脑梗死后机体缺血缺氧释放大量ROS，而ROS和缺氧状态均能促进 TRPA1 的活化，而活化的TRPA1通过促进钙激活钾通道的开放进而促进脑血管的扩张和重构，因此，我们推测TRPA1 介导钙激活钾通道促进血管扩张在脑梗死后血管重构中发挥重要作用。通过建立大鼠局部脑缺血再灌注模型及缺血前处理来证实TRPA1的神经保护作用，同时探索TRPA1在这过程中的机制，实验中成年雄性SD大鼠分为4组，假手术组（sham）、缺血再灌注组（I／R）、重组腺病毒空载体Ad干预组（Ad）、重组腺病毒Ad-TRPA1干预组（Ad-TRPA1）。结果发现：神经功能评分显示与I／R 和Ad组相比，Ad-TRPA1组中神经功能评分显著改善；TTC染色显示与I／R和Ad组相比，Ad-TRPA1组的梗死面积减少；Western Blot 显示与I／R 和Ad组相比，Ad-TRPA1组中TRPA1、VEGF、BDNF表达增高，而IK表达无明显变化；HE染色显示与I／R 和Ad组相比，Ad-TRPA1组的血管内径增大；膜片钳显示与I／R 和Ad组相比，Ad-TRPA1组的IK电流显著升高，提示TRPA1 介导IK促进血管扩张在脑梗死后血管重构中发挥重要作用，为脑梗死病理生理机制的认识提供了新的思路，为脑梗死的治疗提供了新的靶点。