人参皂甙Rb1通过上调AQP4表达干预脊髓缺血再灌注损伤中水肿的机制研究

Spinal cord ischemia-reperfusion injury (SCII) is one of the difficulties of neuroscience research, the pathogenesis of it is not totally clear and the treatments of it are not satisfied efficacy. Existing studies have found that nerve cells edema is a key factor in its pathogenesis.Aquaporin 4 (AQP4) play a key role in maintaining the water balance of spinal cord tissue microenvironment, the absence of AQP4 can cause the SCII edema. So we hypothesize that AQP4 is a key pointcut of SCII treatment. However, it has not established a mature method of induction of AQP4 expression in vivo at present. Previous study found that ginsenoside Rb1 can reduce the SCII edema, and our research group confirmed that ginsenoside Rb1 can reduce the damage of SCII by up-regulating AQP4 expression. Therefore, we propose to find the mechanism of ginsenoside Rb1 up-regulated AQP4 expression to intervene the edema in SCII by build a cell model and rat SCII model, using RNA interference, microarray analysis, real-time PCR, ELISA and immunofluorescence technologies. Meanwhile, establishing a platform based on this study, to conduct further researchs in evaluate the safety and effectiveness of ginsenoside Rb1, and explore new ways for clinical treatment of SCII.

脊髓缺血再灌注损伤（SCII）一直是神经科学研究的难点之一，其发病机制尚不完全明确，治疗效果不佳。现有研究发现神经细胞水肿是其致病的关键因素，而水通道蛋白4(AQP4)作为维持脊髓组织微环境水平衡的重要因子之一，其表达减少是导致SCII水肿的重要原因，提示AQP4可能是治疗SCII水肿的一个关键切入点。然而目前尚没有成熟建立的体内诱导AQP4表达的方法。前期研究发现，人参皂甙Rb1可减轻SCII水肿；本课题组在预实验中也已证实人参皂甙Rb1可上调AQP4表达减轻SCII损伤。因此本研究拟通过构建细胞模型和大鼠SCII模型，采用RNA干扰、基因芯片分析、实时定量PCR、ELISA、免疫荧光等技术深入分析人参皂甙Rb1诱导AQP4，进而减轻SCII水肿的作用机制。为SCII的防治提供新思路。同时有望以此为平台，进行人参皂甙Rb1安全性、有效性及治疗SCII预后评估的研究，探索新的临床治疗途径。

脊髓缺血再灌注损伤(Spinal Cord Ischemia-reperfusion Injury, SCII)是原发性脊髓损伤的继发性损伤，多为脊柱外科及胸腹部术后的常见并发症，术后因SCII出现神经功能损伤的发病率平均高达3.7%-27.0%。而SCII的致瘫、致死率高达3.8%-17.6%，且这些病人大多为青壮年劳动力，为社会和家庭均带来了沉重的精神压力和经济负担。尽管SCII的发病机制尚不完全明了，但损伤部位的急性细胞毒性水肿是关键的致病因素，并决定了SCII的预后。因此，避免脊髓神经细胞水肿，是治疗SCII的关键所在。因此，研制新型治疗SCII药物，尤其是通过减轻脊髓神经细胞水肿进而发挥功能效应的新型药物具有重要的社会效应。本研究拟通过构建细胞模型和大鼠SCII模型，采用RNA干扰、基因芯片分析、实时定量PCR、ELISA、免疫荧光等技术深入分析人参皂甙Rb1诱导AQP4，进而减轻SCII水肿的作用机制。. 结果显示：建模后，大鼠双后肢功能显著降低，随着时间推移，后肢功能逐渐恢复，表明建模成功；在动物水平确定人参皂甙Rb1可通过增加AQP4表达减轻SCII大鼠脊髓水肿，改善大鼠神经功能。进一步建立氧糖剥夺/复氧的星形胶质细胞培养体系，采用RNA干扰技术证明AQP4表达减少可导致脊髓来源的星形胶质细胞水肿；在细胞水平证明人参皂甙Rb1可通过增加AQP4表达和增强其功能发挥减轻星形胶质细胞水肿的作用。最后采用基因芯片技术筛选出受AQP4基因沉默影响显著、并在水肿作用机制中发挥重要作用的两个基因，并在大鼠模型中进行表达验证。. 上述结果共同表明：人参皂甙Rb1在体内外水平均可通过增加AQP4表达减轻大鼠脊髓水肿，改善神经功能。.