非缺血预处理脑保护效应的术前评估及机制研究

围手术期脑损伤是临床亟待解决的难题。我们针对围手术期脑缺血损伤可预见性的特点，在国际上首先发现并报道高压氧、异氟醚及低频电针刺激等非缺血预处理措施可诱导脑保护，为术前预防提供了新方法。然而，如何在术前客观评价预处理措施的有效性是非缺血预处理广泛应用于临床必须解决的关键科学问题。本项目以建立准确反映非缺血预处理脑保护效应的监测体系为目的，在前期发现抗氧化酶(如CAT、SOD)作为非缺血预处理保护效应候选标志物的基础上，重点将抗氧化酶及相关分子作为靶目标，通过在体动物模型、体外细胞培养、结合2-DE-MALDI-TOF-MS差异蛋白分析及基因调控技术等，寻找并确定能准确反映非缺血预处理保护效应的生物标志物，对所获核心标志物在非缺血预处理预防围术期脑缺血损伤的临床效果进行验证，并进一步揭示其作为脑保护效应生物标志物的内在机制，为将我们发现的非缺血预处理措施广泛应用于围术期脑保护奠定科学基础。

针对围手术期脑缺血损伤可预见性的特点，申请人及课题组前期发现并报道高压氧、异氟醚及低频电针刺激等非缺血预处理措施可诱导脑保护，为术前预防提供了新方法。然而，如何在术前客观评价预处理措施的有效性是非缺血预处理广泛应用于临床必须解决的关键科学问题。在此基础上，本项目以建立准确反映非缺血预处理脑保护效应的监测体系为目的， 以预处理手段为中心，探索其通过哪些内在机制引起神经保护作用，筛选并鉴定能在术前反应预处理神经保护作用的血清生物标志物，并通过深入研究探索其可能机制，进行初步临床转化。在前期发现抗氧化酶(如CAT、SOD)作为非缺血预处理保护效应候选标志物的基础上，我们重点将抗氧化酶及相关分子作为靶目标，对潜在生物标志物进行了验证。同时通过在体动物模型结合双相差异凝胶电泳（DIGE）及同位素标记相对和绝对定量（iTRAQ）等高通量蛋白质组学技术，筛选并确定能准确反映非缺血预处理保护效应的生物标志物。在动物实验中，我们发现血清cystatin C、Mannose-binding protein C(MBLC)及Hemopexin等蛋白可以作为在术前反应预处理神经保护作用的血清生物标志物。通过对所获核心分子作为生物标志的内在机制探索，我们进一步发现这些分子不仅可以反应预处理的脑保护效应，其本身也可以通过抗氧化、抑制炎症反应等多条通路参与预处理的神经保护作用。本项目还将非缺血预处理的缺血耐受作用初步应用于临床，围绕围术期心、脑保护开展了3项临床研究。证实非缺血预处理能够降低心脏手术后心、脑损伤程度，降低死亡率，改善临床转归，为非缺血预处理的广泛应用提供可靠的临床证据，为围术期神经保护提供了新的方法。目前，本项目组正通过对所获核心标志物在非缺血预处理预防围术期脑缺血损伤的临床效果进行验证，并进一步揭示其作为脑保护效应生物标志物的内在机制，为将我们发现的非缺血预处理措施广泛应用于围术期脑保护奠定科学基础。