二肽基肽酶4抑制剂对缺血性卒中以及糖尿病合并缺血性卒中的治疗作用及免疫机制研究

Both the domestic and foreign researches indicated that immunologic mechanism play an important role in the pathogenesis of ischemic stroke and diabetes mellitus, but the immunologic study on diabetes complicated with ischemic stroke is still lacking. Our preliminary work have demonstrated immunoregulation effective in Middle Cerebral Artery Occlusion (MCAO) rats, and the inflammatory immune resonse is more complicated when the ischemic stroke based on diabetes. Dipeptidyl peptidase-4 (DPP-4) inhibitors are a new type of antidiabetic drugs, which have showed immunomodulatory effects in other diseases. So we hypothesise that DPP-4 inhibitors could improve the prognosis of MCAO and diabetic MCAO mice by immunomodulatory mechanism. The objects of our project are astrocytes and diabetic MCAO mice. The techniques of immunology, molecular, cell biology and pathology would be used in the project. The aims of our project are to clarify the dynamic inflammatory response of mice after diabetic ischemic stroke and study the effect of DPP-4 inhibitors on MCAO and diabetic MCAO mice, including the immunologic mechanisms involved. Our project not only has important impact on clarifying the pathogenesis of cerebral ischemic stroke with diabetes, but aslo provides a new idea for the therapies of ischemic stroke patients with diabetes.

免疫炎症反应在缺血性卒中及糖尿病的发生发展中均发挥关键作用，但是糖尿病合并缺血性卒中的相关研究缺乏。我们的前期研究发现，免疫调节治疗在缺血性卒中的动物模型中有效，且糖尿病合并缺血性卒中后机体的免疫炎症反应更复杂。二肽基肽酶4（DPP-4）抑制剂不仅是一种广泛应用的降糖药，还被发现在很多疾病中发挥免疫调节作用。因此我们提出DPP-4抑制剂可能通过免疫调控作用来改善缺血性卒中，特别是糖尿病合并缺血性卒中的病情。本课题以星形胶质细胞和2型糖尿病合并缺血性卒中的动物模型（MCAO）为研究对象，通过免疫学、分子、细胞生物学及病理学等手段阐明糖尿病小鼠发生缺血性卒中后的动态炎症过程；探讨DPP-4抑制剂对缺血性卒中以及糖尿病合并缺血性卒中模型的治疗作用以及其中的免疫调控机制。上述问题的解决不仅丰富合并糖尿病的缺血性卒中小鼠的病理生理的内容，并且对临床上有糖尿病基础的缺血性卒中患者的治疗提供了新的思路。

二肽基酶4（DPP4）抑制剂在体内可通过抑制DPP4来减少胰高血糖素样肽-1（GLP-1）的降解从而使得刺激糖尿病患者胰岛素分泌，现有文献也指出DDP4抑制剂对中枢神经系统的保护作用得益于GLP-1通过刺激GLP-1受体。因此在体内实验得出DPP4抑制剂改善缺血性卒中大鼠模型症状同时发现脑内GLP-1浓度上升，因此在体外实验进一步采用GLP-1R激动剂来证实用药处理后的卒中局部GLP-1的上升对改善缺血性卒中的作用机制。二肽基肽酶4抑制剂在体外对内皮细胞紧密连接所模拟的体内血脑屏障的作用并非直接作用，而是通过对外周淋巴细胞，以及调控二肽基肽酶4的主要分解底物GLP-1来影响，因此在实验的初步计划中选取了以GLP-1类似物以及GLP-1R受体激动剂来研究二肽基肽酶4抑制剂的其中一条下游的作用，同时在此过程中发现GLP-1类似物不仅对血脑屏障的内皮细胞有作用，对星形胶质细胞也有直接的作用，因此决定先行探究此药物（二肽基肽酶4抑制剂的影响产物）对血脑屏障血侧内皮细胞及脑侧星形胶质细胞的保护作用。.本项目研究发现：胰高血糖素样肽-1（GLP-1）受体激动剂可以明显改善AIS病情，并与BBB的保护和免疫炎症反应有关，临床上糖尿病是AIS非常常见的合并症，因此，推广其应用具有重要的价值。同时本项目还发现高盐通过星形胶质细胞来源的VEGF增加脑微血管的通透性，从而诱发炎症反应。发现AIS后中性粒细胞6小时就通过分泌炎症因子，破坏BBB进入到病灶中，1-2天达到高峰与卒中早期临床病人和卒中鼠的早期神经功能恶化（END）高峰一致，解释了END的免疫学机制。 首次提出过表达趋化因子2受体（CCR2），提高MSCs的归巢率，同时发现其减轻BBB渗漏和氧化应激反应。DHA在卒中领域的应用已有发现，但在急性期的应用目前仍是空白，本项目动物实验发现DHA对AIS急性期的明确的保护作用，填补了空白并提供了理论基础。本项目在前面发现IL-9在AIS中的作用的基础上继续深入研究，国内外首次发现IL-9的中和抗体可以通过保护BBB减轻AIS，为AIS的治疗提供了新的可能。