1,2-DCE中毒性脑水肿形成过程中MMPs表达上调机制及其防治靶点的研究

Up to date, the accumulating data suggested that upregulation of matrix metalloproteinases (MMP) -2 and 9 expressions play the key roles in the development of vasogenic brain edema. Our previous results disclosed that upregulation of MMP-2 and 9 expressions appeared at the early stage of brain edema induced by 1,2-DCE subacute poisoning, however, the mechanisms remain unclear. In this project, the mechanisms of MMPs upregulation during the development of brain edema induced by 1,2-DCE subacute poisoning would be explored through affecting on regulation of gene expression, proenzyme activation and enzyme activity inhibition on the basis of 1,2-DCE induced brain edema animal model established successfully in our laboratory. These data would be useful for elucidating the mechanism of 1,2-DCE induced brain edema and for finding the therapeutic targets.

迄今的研究结果表明，脑组织内基质金属蛋白酶（MMP）-2和9表达的上调在血管源性脑水肿的发生与发展过程中发挥了重要作用。我们的前期研究结果显示，亚急性1,2-DCE中毒性脑水肿发生的早期可出现MMP-2和9表达的上调，但其调控机制如何尚不清楚。本项目在我们建立的1,2-DCE中毒性脑水肿实验动物模型的基础上，从1,2-DCE对 MMPs的基因表达、酶原激活与酶活性抑制三个环节的影响，探讨1,2-DCE中毒性脑水肿形成过程中MMP-2和9表达上调的机制，为揭示亚急性1,2-DCE中毒性脑水肿的形成机制及探索其防治靶点提供新的科学参考依据。

迄今的研究结果表明，脑组织内基质金属蛋白酶（MMPs）-2和9表达上调在血管源性脑水肿的发生与发展过程中发挥了重要作用。我们前期研究结果显示，亚急性1,2-DCE中毒性脑水肿发生的早期可出现MMP-2和9表达上调，但其调控机制如何尚不清楚。丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路是将膜受体接受的胞外刺激信号转导至细胞核，调节相关核基因转录，并引起细胞生物学反应的细胞内信息传递的共同通路。随着对细胞内信号转导机制的深入研究，MAPK信号通路在疾病发生与发展中的作用受到高度重视。MAPK主要包括c-Jun氨基末端激酶（JNK）信号通路、细胞外信号调节激酶（ERK）信号通路和p38 MAPK信号通路。本项目在我们前期建立的1,2-DCE中毒性脑水肿实验动物模型的基础上，深入探讨了MAPK信号通路在亚急性1,2-DCE中毒性脑水肿形成过程中MMP-9表达上调的机制。.动物实验研究结果显示，1,2-DCE染毒可通过激活脑组织中p38 MAPK信号通路，导致核转录因子NF-κB和AP-1活化，进而在基因转录水平上调MMP-9的表达，导致血脑屏障的紧密连接蛋白occludin、claudin-5和ZO-1的破坏，损伤血脑屏障的完整性，引起血管源性脑水肿，此外，p38 MAPK信号通路的激活可能与上调JAM-1蛋白表达有关，进而导致血管内炎性细胞透过血脑屏障，引起脑组织内炎性细胞浸润。.体外细胞毒理试验结果显示，1,2-DCE的体内代谢产物2-氯乙醇可在基因转录后水平上调星形胶质细胞（AS）中MMP-2蛋白水平、在基因转录水平上调MMP-9的表达。2-氯乙醇暴露可导致p38 MAPK、ERK1/2和JNK1/2蛋白的磷酸化水平升高，提示2-氯乙醇暴露可激活AS内MAPK信号通路。进一步的研究揭示，2-氯乙醇代谢过程中产生的ROS可能在2-氯乙醇激活AS中p38 MAPK和JNK1/2信号通路中发挥重要作用。2-氯乙醇暴露可导致AS中核转录因子NF-κB和AP-1的活化，p38信号通路在2-氯乙醇引起的AS内NF-κB和AP-1活化和MMP-9表达上调中发挥重要作用。