大脑皮层梗死后丘脑星形胶质细胞激活介导TGFβ/ALK/Smads通路损害紧密连接的机制研究

Focal infarction in the cerebral cortex can result in secondary damage in remote areas, such as thalamus and substantia nigra, that lay out of the symptomatic cortex but have synaptic connections with primary lesion site, thereby hindering the function recovery. Our previous work proved that the integrity of tight junction decreased in the ipsilateral thalamus at day 1 after focal cortical infarction.In addition, we found the hypertrophy of astrocyte before the occurrence of tight junction damage in the ipsilateral thalamus. In this project, we use two photon laser scanning microscopy to show the location spread of albumin from infarction area to ipsilateral thalamus；in the next step, by immunoflourence and western blotting, we try to describe hypertrophy of astrocyte,the activation of TGFβ/ALK/Smads signalling and its influence on tight junction integrity; Furthermore we use the inhibitor of ALK(SB431542) and the selective inhibitor of ALK1 (RAP-041) to block TGFβ/ALK/Smads signalling, detect the role of this signalling in regulation of tight junction integrity. We aims to observe the mechanism by signal transduction of ALK and its target Smads of tight junction damage in the early stage after focal cortical infarction. This project was designed for the promotion of the recovery of sencondary damage and improve the prognosis of ischemic stroke.

局灶性大脑皮层梗死后，远离缺血区的同侧丘脑可发生继发性损害并阻碍神经功能恢复，发生机制目前不明。我们的前期研究发现：大鼠局灶性皮层梗死后1天，即可检测到同侧丘脑紧密连接完整性破坏。在此基础上我们观察到紧密连接破坏前星形胶质细胞已发生激活肥大，GFAP表达水平增高而细胞数量无增加。本项目拟采用易卒中型肾血管性高血压大鼠建立局灶性皮层梗死模型，以双光子显微镜动态观察血浆蛋白由梗死灶向同侧丘脑迁移；免疫荧光、western blotting法观察星形胶质细胞激活肥大及其启动的TGF-β/ALK/Smads通路，检测ALK1/5表达及Smad1/5磷酸化水平变化，以探讨同侧丘脑紧密连接损害机制；并以ALK为靶点进行干预及对ALK1特异性抑制，为确定干预紧密连接破坏的重要靶点提供依据。本项目对探讨局灶性皮层梗死后同侧丘脑紧密连接破坏机制及调控靶点有重要意义，将为卒中后远隔损害的防治提供实验依据。

局灶性大脑皮层梗死后，远离缺血区的同侧丘脑可发生继发性损害并阻碍神经功能恢复，发生机制目前不明。我们的前期研究发现：大鼠局灶性皮层梗死后1天，即可检测到同侧丘脑紧密连接完整性破坏。在此基础上我们观察到紧密连接破坏前星形胶质细胞已发生激活肥大，GFAP表达水平增高而细胞数量无增加。本研究的主要内容包括验证局灶性皮层梗死后梗死灶漏出血浆蛋白向同侧丘脑的迁移，研究局灶性皮层梗死后梗死灶同侧丘脑星形胶质细胞受激活发生肥大现象及其启动的TGF-β/ALK/Smads信号通路以及探讨TGF-β/ALK/Smads通路对同侧丘脑紧密连接蛋白表达水平及紧密连接超微结构的影响； 并研究其对后续同侧丘脑发生的继发性损害的作用。本项目采用易卒中型肾血管性高血压大鼠建立局灶性皮层梗死模型，动态观察血浆蛋白由梗死灶向同侧丘脑迁移； western blotting法观察星形胶质细胞激活肥大及其启动的TGF-β/ALK/Smads通路，检测ALK1/5表达及Smad磷酸化水平变化，并以ALK为靶点进行干预及对ALK5特异性抑制。我们的研究发现局灶性大脑皮层梗死后1天，梗死灶同侧丘脑血浆蛋白漏出，GFAP表达下降，occluin及claudin5表达下降，ALK5减少而ALK1表达增加(p＜0.05）。药物干预组连续予腹腔注射ALK5抑制剂SB431542后发现局灶性大脑皮层梗死后1天GFAP较单纯手术组增加，claudin5增加，occludin基本不变，ALK1不变，ALK5明显下降，psmad1/5/8胞核胞浆与给药前比较无明显变化；psmad2/3胞核胞浆比值下降,同侧趋势明显(p＜0.05）。我们的研究证实了局灶性皮层梗死后，紧密连接蛋白表达下降，血脑屏障完整性破坏。我们的研究表明ALK5及其下游smad2/3通路可能为干预改善局灶性皮层梗死后远隔部位损害的重要靶点。