蛛网膜下腔出血后脑微循环障碍发生过程中Nrf2与NF-κB通路间crosstalk及其在治疗中的作用

Cerebral microcirculatory dysfunction after subarachnoid hemorrhage(SAH) contributes to the poor outcome in patients. Our previous study found that oxidase stress and NF-κB-mediated inflammation were the main causes of cerebral microcirculatory dysfunction after SAH. Our preliminary experiments in vivo and in vitro showed the crosstalk between the Nrf2 antioxidant pathway and NF-κB pathway, which plays an important role in the drug treatment for cerebral microcirculatory dysfunction after SAH. In this project, we aim to investigate the datails about the crosstalk between the Nrf2 and NF-κB pathway during cerebral microcirculatory dysfunction after SAH in vivo and in vitro with the transgenetic mice, RNA interference and gene overexpression techniques, and the specific inhibitor/ activator. The closed cranial windows improved by our lab were also planned to be applied in this project. From this project, crosstalk between the Nrf2 and NF-κB pathway would be confirmed and which make it possible for exploring the underlying mechanisms. Some drugs were also used in this study, which have the potential for translation into clinical therapy.

蛛网膜下腔出血（SAH）后脑微循环障碍是影响患者预后的重要因素。我们的研究发现氧化应激以及NF-κB介导的炎症反应是造成SAH后脑微循环障碍的主要病理机制，预实验还提示SAH后Nrf2抗氧化信号通路与NF-κB炎症信号通路间存在crosstalk，且在脑微循环障碍治疗中发挥作用。因此，本项目拟以Nrf2和NF-κB信号通路为轴线，以SAH后脑微循环障碍为背景，通过整体动物与体外细胞实验，充分利用改进的闭合型颅窗这一技术优势，应用转基因动物、RNA干扰及基因过表达技术、特异性调控药物等手段来探究Nrf2和NF-κB通路间的crosstalk。通过本项目研究，可明确SAH后脑微循环障碍发生过程中Nrf2和NF-κB通路间crosstalk情况，为以后进一步研究其机制打下基础；同时也明确药物治疗脑微循环障碍过程中Nrf2和NF-κB通路间crosstalk发挥的作用，使研究具有向临床转化的潜能。

蛛网膜下腔出血（subarachnoid hemorrhage，SAH）有很高的致死、致残率。SAH后死亡与残疾的主要原因是早期脑损伤和迟发性脑缺血，其中早期脑损伤很难预防和逆转，因此本项目聚焦研究迟发性脑缺血，针对迟发性脑缺血的主要病理机制：脑微循环障碍进行研究。通过研究揭示了炎症的上游通路NF-κB与抗氧化主要调节分子Nrf2之间的crosstalk及其对SAH后脑微循环的影响。在研究中我们发现：1）抑制NF-κB后，可以明显影响Nrf2的表达及活性，同时减轻脑微循环障碍，减少神经细胞的凋亡；而增加NF-κB的表达之后，脑微循环障碍明显加重，神经细胞凋亡增加；2）抑制Nrf2之后，也能明显改变NF-κB的表达及活性，同时加重脑微循环障碍，增加神经细胞凋亡；使用Nrf2激动剂之后，脑微循环障碍减轻，同时神经细胞凋亡减少；3）Nrf2激活剂t-BHQ及NF-κB抑制剂PDTC均可同时影响Nrf2及NF-κB而改善SAH后脑微循环；4）虾青素可以同时影响Nrf2抗氧化通路及NF-κB炎症通路而减轻SAH后的脑损伤，改善最终治疗结果；5）另外，项目按计划在星形胶质细胞的体外研究中发现不同于其他几种体外细胞的结果：在星形胶质细胞中，溶血产物刺激后NF-κB增加，Nrf2表达也增高，而干预NF-κB使之降低后Nrf2表达也随之降低；反之，通过干预Nrf2表达后NF-κB的改变趋势相反。提示提示SAH后星形胶质细胞内可能存在NF-κB调控Nrf2的机制，NF-κB增加Nrf2的表达而使得星形胶质细胞具有抗氧化的特性，减少脑内ROS形成，从而保护神经细胞。这为进一步研究提供了线索，我们也将继续深入研究其中的分子机制。总之，通过本项目的研究，揭示了SAH后脑微血管内炎症中枢NF-κB与抗氧化机制的主要分子Nrf2之间的相互关系，为后续治疗SAH、改善其预后奠定了有力的实验基础。