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脑卒中(Stoke),又称中风或脑血管意外(Cerebrovascular accident),有发病突然,致残、致死率高的特点,是心血管系统的常见病、多发疾病,已经成为严重影响公众健康安全的世界性问题;脑卒中在我国的发生率更高,随着我国人口的老年化进程,其发病率有越来越高的趋势。目前,我国每年新发脑卒中患者200万,现有幸存者700万,其中75%丧失劳动力,40%重度致残,每年直接或间接经济损失高达数百亿元。因此,脑卒中的防治已成为卫生工作中的一项重要课题,越来越引起国内外医学界的重视,深入探讨脑卒中的发生机制,在此基础上找出防治的新策略也变得非常必要。
动脉压力感受性反射(arteriAlbaroreceptor reflex,ABR)功能,是心血管系统活动最重要的自身调节机制。通过最近二十多年的研究发现,多种心血管系统疾病的发生发展过程与ABR功能异常有关,因此,对ABR功能的研究越来越得到人们的重视。1988年到1998年10年间,意大利学者La Rovere等用大量的临床数据证实,BRS高低可以预测急性心肌梗死(acute myocardiAlinfarction,AMI)病人的预后。他的研究发现,死亡患者的ABR功能明显低于幸存者。同时发现,在脑卒中动物模型以及慢性脑血管疾病的病人身上,也出现了BRS受损情况。Robinson及同事也发现, BRS功能低下的脑卒中病人,其预后明显要差于BRS正常者。我们教研室的研究发现,BRS决定卒中易发型高血压大鼠(SHP-SP)的寿命,BRS高的动物,脑卒中发生延后,寿命延长。因此,ABR功能与脑卒中之间有密切的联系,是影响脑卒中预后的一个非常重要的因素。本课题主要对ABR功能损伤加重急性脑缺血损伤的的机制进行探讨,以找到新的脑卒中防治的药物靶点。
第一个实验在SD大鼠SAD模型上检测“ABR功能低下加重急性缺血性脑损伤”。SAD-MCAO模型中,MCAO术后24小时神经行为学评分SAD+MCAO组明显高于MCAO组(3.3vs2.7);半脑梗死区比例SAD+MCAO组明显高于MCAO组(19.1%vs15.4%)。
第二个实验在SD大鼠SAD模型上检测“ABR功能低下对大脑皮层炎性因子及细胞凋亡的影响”。SAD一个月后,ELISA法检测大脑皮层中IL-1β和IL-6, TNF-α含量,结果发现:SAD组IL-1β和IL-6明显高于sham组(128.3μg/gvs80.2μg/g,1.624μg/gvs0.763μg/g),TNF-α含量差异不显著。TUNEL染色的脑片上SAD组可见凋亡细胞,sham组未发现。在原代培养的小胶质细胞培养体系中,Ach可以剂量依赖性的减少LPS诱导的小神经胶质细胞释放TNF-α(223.15±9.74、204.89±11.6、122.08±4.41vs338.14±34.53pg/ml),且这种作用可以被α7nAChR阻断剂MLA逆转。另外,Ach和α7nAChR特异性激动剂PNU-282987都可以减少LPS诱导的小神经胶质细胞释放TNF-α、IL-1β、IL-6。
第三个实验在SD大鼠SAD模型上检测“ABR功能低下对大脑皮层VAChT、α7nAChR、SIRT1的表达的影响”。SAD一个月后,WB法检测大脑皮层中VAChT、α7nAChR、SIRT1的表达,结果发现SAD组均低于sham组。
第四个实验利用α7基因敲除小鼠,检测“α7nAChR对H2O2诱导的原代培养神经元凋亡的保护作用”。体外培养7天的原代神经元,经H2O2诱导凋亡,用流式细胞技术检测凋亡率。Ach能显著降低H2O2诱导的神经元凋亡(16.6%vs32.4%),这种保护作用可以被α7nAChR阻断剂MLA逆转。用TUNEL法检测得到相似的结果。
第五个实验利用SIRT1基因敲除小鼠,检测“SIRT1对急性缺血性脑损伤的影响”。SIRT1基因敲除小鼠在MCAO24小时后神经行为学评分明显高于野生型小鼠(3.6vs2),半脑梗死率也明显高于野生型小鼠(24.8%vs13.3%)。体外培养7天的SIRT1基因敲除小鼠原代神经元,用H2O2诱导凋亡,Ach降低细胞凋亡的作用被逆转(35.8%vs16.1%)。
第六个实验探讨“α7nAChR与SIRT1在神经元保护作用中的相互关系”。在野生型的小鼠体外培养神经元上,Ach可以剂量依赖性的提高SIRT1表达水平;而在α7基因敲除小鼠体外培养的神经元上,Ach无此作用。
结论:
1、ABR参与脑卒中的发生过程,ABR功能低下加重急性缺血性脑损伤;
2、ABR功能低下加重急性缺血性脑损伤的作用与炎性因子释放过度,以及神经元凋亡加剧关系密切;
3、ABR功能低下致使大脑皮层VAChT、α7nAChR表达降低,胆碱能抗炎通路信号传递出现障碍,是ABR功能低下加重急性缺血性脑损伤的分子机制;
4、激动α7nAChR产生的对急性缺血性脑损伤的保护作用是通过SIRT1的介导实现的。