调控AMPK蛋白激酶在脑缺血再灌注损伤中的神经保护作用及机制研究

调控AMPK蛋白激酶活性对脑缺血/再灌注损伤的神经保护机制尚未完全清楚。本项目以血管神经单元理论为指导，在申请人前期有关保护神经血管单元功能在脑缺血/再灌注损伤中作用的研究满意的基础上结合科研实践，提出抑制AMPK蛋白激酶活性与脑缺血/再灌注损伤后神经保护作用相关性的假说。应用现代科学新技术新方法，通过研究损伤后行为学功能及梗死体积大小来验证假说；并进一步探讨其神经保护机制是否与保护血管神经单元功能及完整性有关；探讨该靶点对脑缺血再灌注损伤后病理生理过程是否有调节作用；从整体、细胞及分子水平阐述调控AMPK蛋白激酶活性参与脑缺血/再灌注损伤后保护作用的机制。本项目相关研究目前国内外文献未见报道，首次从脑缺血再灌注损伤后神经血管单元功能及病理生理过程两个角度揭示了抑制AMPK蛋白激酶活性神经保护作用的可能机制，为脑缺血再灌注损伤后新靶点的研究提供理论依据，并为临床脑缺血的治疗提供新的思路。。

缺血性脑卒中以其发生率高，危害性大，功能恢复困难受到人们重视，目前尚无有效的神经保护治疗药物。AMPK作为一种外周能量平衡感受器，国外多数研究认为，抑制AMPK活性能够明显减少脑缺血再灌注后神经损伤，然而对于其神经保护机制尚未完全清楚。因此，本课题应用小鼠大脑中动脉栓塞再灌注模型，首先证实了脑缺血再灌注损伤后抑制AMPK的神经保护作用，并进一步阐明抑制AMPK对神经血管单元中星形胶质细胞及小胶质细胞的影响，以及在神经炎症反应及凋亡中发挥的作用。研究证实，脑缺血再灌注损伤可引起AMPK的过度激活，通过Compound C抑制AMPK活性后，能显著减少小鼠脑缺血再灌注损伤后神经功能缺损评分，缩小脑梗死体积。进一步，通过观察对星形胶质细胞及小胶质细胞形态、功能发现，抑制AMPK的活性能显著抑制缺血侧星形胶质细胞及小胶质细胞活化，通过增加Cx43和EAAT2的表达，以及减少 iNOS 及 NADPH氧化酶的表达，从而稳定活化星形胶质细胞功能和降低小胶质细胞损伤作用。神经炎症反应及凋亡机制，在脑缺血再灌注损伤中具有重要作用。抑制AMPK通过抑制NF-κB信号通路的激活，并进而减少炎症因子TNF-α和IL-1β的释放，从而抑制脑缺血再灌注损伤后神经炎症反应。而细胞色素C和凋亡诱导因子（AIF），在线粒体依赖的细胞凋亡通路中发挥重要作用，抑制AMPK通过减少细胞色素C和AIF的漏出，减少了脑缺血再灌注损伤后TUNEL阳性的凋亡神经细胞，从而抑制细胞凋亡，发挥神经保护作用。因此，我们的课题的研究证明，抑制AMPK通过影响神经血管单元中胶质细胞功能，并抑制神经炎症反应及凋亡，从而在脑缺血再灌注损伤后发挥神经保护作用。