内质网应激在心脏骤停后脑损伤中的作用及其机制研究

The neurological deficits after cardiac arrest (CA) brings heavy burden to the society. To date, therapeutic hypothermia is regarded as the only effective treatment of global ischemic injury after CA, but the effects are limited. The main reason is due to multiple effects triggered by hypoxia-ischemia and reperfusion, but the mechanisms underlying this condition remain poorly understood. Recent studies have demonstrated that endoplasmic reticulum stress (ERS) is an essential signaling event for neuronal injury resulting from ischemia/reperfusion (I/R). Apart from ERS, Mitochondria is also recognized to play central roles in the development of injury I/R. Under ERS condition, it may induce apoptosis via crosstalk with mitochondria, mediated by Ca2+ release from endoplasmic reticulum stores. In our previous study, we found that ERS may play an important roles in brain injure after CA, which is expected to be a novel strategy for treating post-CA brain injury. By construct the rat cardiopulmonary resuscitation model and the hippocampal neurons oxygen glucose deprivation model, using molecular biology and gene transfection, we aim to determine whether inhibition of ERS may attenuate the severity of brain damage after resuscitation, in order to find a new strategy for brain damage after CA.

心脏骤停后的神经功能损害给社会带来了沉重负担。目前，亚低温治疗是唯一被证实能够改善复苏后脑损伤的措施，但预后仍较差。心肺复苏后脑损伤的病理生理机制很复杂，至今仍未完全清楚。新的研究表明，缺血缺氧使非正常折叠蛋白在内质网中堆积，抑制了正常蛋白的合成，最终引发了内质网应激（ERS）。当ERS发生时，Ca2+的动态平衡被打破，导致细胞钙超载，进而导致线粒体凋亡途径的激活，是缺血缺氧损伤的重要机制。我们前期工作发现ERS参与了心肺复苏后的脑损伤。我们推测：抑制心肺复苏后神经细胞的ERS，可以保护细胞内质网合成正常蛋白质的能力，减少由钙超载和线粒体途径引起的神经元凋亡坏死，从而改善心肺复苏后的神经功能障碍。本项目拟通过建立大鼠心肺复苏模型和海马神经元缺氧复氧模型，利用基因转染、siRNA及分子生物学等技术从动物和细胞到分子水平，研究干预ERS对心肺复苏后脑损伤的影响，寻求复苏后脑损伤治的新靶点。

心脏骤停后的神经功能损害给社会带来了沉重负担。目前，亚低温治疗是唯一被证实能够改善复苏后脑损伤的措施，但预后仍较差。心肺复苏后脑损伤的病理生理机制很复杂，至今仍未完全清楚。新的研究表明，缺血缺氧使非正常折叠蛋白在内质网中堆积，抑制了正常蛋白的合成，最终引发了内质网应激（ERS）。当ERS发生时，Ca2+的动态平衡被打破，导致细胞钙超载，进而导致线粒体凋亡途径的激活，是缺血缺氧损伤的重要机制。我们前期工作发现ERS参与了心肺复苏后的脑损伤。我们推测：抑制心肺复苏后神经细胞的ERS，可以保护细胞内质网合成正常蛋白质的能力，减少由钙超载和线粒体途径引起的神经元凋亡坏死，从而改善心肺复苏后的神经功能障碍。本项目拟通过建立大鼠心肺复苏模型和海马神经元缺氧复氧模型，利用基因转染、siRNA及分子生物学等技术从动物和细胞到分子水平，研究干预ERS对心肺复苏后脑损伤的影响，寻求复苏后脑损伤治的新靶点。.我们在大鼠心肺复苏模型中使用了内质网应激抑制剂Salubrinal(Sal)，已经在细胞和动物实验中表现出神经保护功能。本实验通过大鼠心肺复苏模型，研究Sal对脑损伤的神经保护机制。在心肺复苏造模实验前30分钟给予Sal或者DMSO。造模后24小时评估神经功能，安乐死后收集皮质组织用于实验分析。结果显示，给予Sal预处理的大鼠，在心肺复苏后24小时表现出更好的神经功能和线粒体形态。其机制可能有（1）上调SOD和降低MDA水平，（2）保持线粒体膜电位，（3）改善细胞色素C的（4）Bcl-2/Bax比值的增加，减少Caspase 3的上调并增强HIF-1α的表达。我们的研究结果表明，Sal可能通过保护线粒体功能并稳定HIF-1α的结构来改善CPR后神经功能障碍。