天麻素对新生大鼠缺血缺氧后Notch信号通路及Sirt3的影响及其调控机制的研究

Microglial activation and astrocytic proliferation play an important role in the hypoxic ischemic brain damage (HIBD) of the newborns. Gastrodin can suppress the activation of microglia and proliferation of astrocytes after ischemia. Our previous studies have shown that Notch signaling pathway was involved in regulating the activation of microglia and proliferation of astrocytes induced by ischemia, and Sirt3 played a pole in defending oxidative stress after hypoxia in microglia. The latest study has reported that Sirt3 regulated the expression of Notch signaling pathway. These suggest that Notch signaling pathway and Sirt3 participate in the pathological and physiological process of glial cells in HIBD. But whether there is mutual regulation between Notch signaling pathway and Sirt3, and the effect of gastrodin on them have not been elucidated. Therefore, this study aim to explore the expression of various members of Notch signaling pathway and Sirt3 in glial cells in HIBD, and the effect of gastrodin on regulation of Notch signaling pathway and Sirt3; To investigate the relationship between Notch signaling pathway and Sirt3, and the regulatory mechanism of gastrodin on Notch signaling pathway and Sirt3. This may provide the morphological and molecular basis of pathology of glial cells in HIBD.

小胶质细胞活化以及星形胶质细胞反应性增生在新生儿缺血缺氧性脑损伤（HIBD）中发挥重要的作用。云南省地方药物天麻素可抑制缺血后小胶质细胞激活及星形胶质细胞增生。前期研究发现，Notch信号通路参与调节缺血后小胶质细胞激活和星形胶质细胞胶质化，Sirt3在缺氧后小胶质细胞抵抗氧化应激方面发挥作用。最新研究报导，Sirt3可调节Notch信号通路的表达。这提示Notch信号通路及Sirt3参与HIBD后神经胶质细胞的病理生理过程，但二者之间是否存在相互调节以及天麻素干预对其的影响尚不清楚。因此，本课题研究HIBD后神经胶质细胞Notch信号通路及Sirt3的表达，及天麻素干预对二者的影响；探索Notch信号通路及Sirt3的相互关系，并探讨天麻素是否通过调节Sirt3的表达对Notch信号通路产生影响，或二者具有反向调节。为进一步研究HIBD后神经胶质细胞病理变化的分子机制提供依据。

新生儿缺血缺氧性脑损伤（HIBD）是导致新生儿死亡和远期行为功能障碍的主要原因。小胶质细胞活化以及星形胶质细胞反应性增生在HIBD中发挥重要作用。研究发现，天麻素可以抑制缺血后小胶质细胞激活和星形胶质细胞增生。Notch信号通路参与调节缺血后小胶质细胞激活和星形胶质细胞胶质化，Sirt3在缺氧后小胶质细胞抵抗氧化应激方面发挥作用。但目前Notch信号通路及Sirt3在HIBD后神经胶质细胞病理过程中的作用及天麻素干预对其的影响尚不清楚。因此，本项目主要研究天麻素干预对新生鼠HIBD后神经胶质细胞Notch信号通路及Sirt3表达的影响及可能的分子机制，探索Notch信号通路及Sirt3的相互关系。研究结果显示：①天麻素可以减轻新生鼠HIBD后脑水肿，减少细胞凋亡，改善神经功能；②天麻素干预抑制了HIBD后大鼠胼胝体区小胶质细胞和氧糖剥夺（OGD）或脂多糖激活的小胶质细胞Notch信号通路（Notch1、NICD、Hes-1、RBP-JK）和炎性因子（iNOS、TNF-α）的表达，进一步促进了Sirt3表达；③天麻素干预抑制了HIBD后大鼠皮层缺血区星形胶质细胞和OGD诱导的星形胶质细胞Notch信号通路及炎性因子（TNF-α、IL-1β）的表达，促进了Sirt3和神经营养因子（BDNF、IGF-1）的表达；④阻断Notch信号通路可抑制激活的小胶质细胞和反应性星形胶质细胞炎性因子和Sirt3的表达，并促进星形胶质细胞神经营养因子的表达；⑤天麻素可通过激活的小胶质细胞介导活化的星形胶质细胞的功能活动，二者存在相互作用。研究结果表明：天麻素可以通过下调 Notch信号通路和上调Sirt3抑制HIBD后小胶质细胞的激活和星形胶质细胞的活化，抑制其介导的炎性反应并促进神经营养因子的表达，Sirt3是Notch信号通路的下游基因；小胶质细胞和星形胶质细胞在功能上相互联系，二者之间存在着“交叉对话”。因此，本研究阐明了天麻素通过Notch信号通路和Sirt3对HIBD发挥保护作用的分子机制，以及Notch信号通路和Sirt3的相互关系，为进一步深入研究HIBD后神经胶质细胞的病理变化提供依据，为临床上新生儿HIBD的治疗提供有效的形态学和分子生物学实验证据。