氢气抑制蛛网膜下腔出血后脑血管痉挛及选择性抗氧化机制

脑血管痉挛(CVS)是蛛网膜下腔出血(SAH)后严重并发症，氧自由基起关键作用。OH-血管收缩作用最强；而O2-、H2O2、NO在低浓度有重要生理功能，高浓度收缩血管且参与氧化应激损伤。Nrf2/ARE是迄今最重要内源性抗氧化通路，可适度、可控地抗氧化。最近，证实氢气(H2)能清除有害的OH-和ONOO-，而保存O2-、H2O2和NO的生理功能，但尚不清楚H2对CVS的作用及抗氧化机制。本项目拟在SAH体内外模型研究H2对CVS后脑血管痉挛、神经损伤、氧自由基及相关抗氧化酶变化的作用；在动脉平滑肌细胞株，观察H2对Nrf2/ARE通路上游和下游信号分子的作用，探讨其抗氧化的分子机制。本项目旨在阐明H2选择性抗氧化作用及其机制，为临床治疗SAH 后CVS 提供新策略。

本研究在建立大鼠蛛网膜下腔出血后脑血管痉挛模型上，采用电镜等手段直接客观的检测脑血管痉挛情况，明确了H2 治疗脑血管痉挛的神经保护作用，并在此基础上，深入研究H2 治疗脑血管痉挛后氧自由基、内源性抗氧化酶（SOD、GSH-Px）和局部炎症介质（IL-1β, IL-6, TNF-α和ICAM-1）的病理生理变化，探讨其选择性抗氧化作用的细胞分子机制，为临床治疗SAH 后CVS 提供新策略。研究结果表明，蛛网膜下腔出血后引起明显的脑血管痉挛，并且伴随SOD、GSH-Px含量降低以及IL-1β, IL-6, TNF-α和ICAM-1等炎症因子的升高，给予富氢盐水后，能显著逆转上述物质的变化，最终改善脑血管痉挛，提高神经功能评分。同时，根据目前国际蛛网膜下腔出血研究的趋势，我们将研究重点适时地转向蛛网膜下腔出血后的早期脑损伤。目前对蛛网膜下腔出血后早期脑损伤的病理生理机制已经有了一定认识，主要包括颅内压升高、脑血流量降低、脑灌注压下降、皮层去极化、脑水肿、血脑屏障破坏及神经元凋亡。但是对具体的分子机制及信号通路尚待进一步的深入研究。越来越多的研究结果表明蛛网膜下腔出血后氧化应激反应增强，参与神经元凋亡和炎症的形成。氢气作为一种新型的特异性抗氧化物质，能有效去除多余的自由基。因此，氢气对蛛网膜下腔出血后早期脑损伤中凋亡与炎症的及作用及其机制成为了目前此研究领域的热点。研究证明在Akt/GSK3β参与蛛网膜下腔出血后的细胞凋亡，而炎症小体NLRP3则被证实与炎症形成紧密相关；因此本研究主要阐明Akt/GSK3β通路及NLRP3炎症小体在蛛网膜下腔出血后早期脑损伤中的细胞凋亡及炎症中的所扮演的角色，以及应用富氢盐水后对细胞凋亡和炎症的改善程度。在本研究中，我们在给与富氢盐水后，应用Akt抑制剂Ly294002，监测早期脑损伤的程度，并通过检测凋亡相关蛋白来探讨氢气对细胞凋亡的作用机制；其次检测NF-κB及炎症小体NLRP3的蛋白水平，探讨氢气对蛛网膜下腔出血后早期脑损伤中炎症的作用机制。我们研究的结论蛛网膜下腔出血后Akt/GSK3β和NF-κB/NLRP3通路被激活，分别参与细胞凋亡和炎症的形成；给予富氢盐水治疗后，上述通路在一定程度上受到抑制，从而减少了细胞凋亡和炎症的发生，改善神经预后功能。上述实验结果提示氢气能有效的改善蛛网膜下腔出血后的脑血管痉挛及早期脑损伤，提高预后。