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背景:蛛网膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage,SAH)是一种严重的中枢神经系统疾病,其突出特点是高致死、致残率。大量研究表明SAH后早期脑损伤(early brain injury,EBI)是导致SAH患者不良预后的主要原因,而非传统研究的脑血管痉挛(cerebral vasospasm,CVS)。因此,针对SAH后EBI的治疗被认为是改善SAH不良预后的主要研究方向。尽管国内外对SAH后EBI进行了大量研究,但是关于SAH后EBI的确切病理生理机制仍不完全清楚,并缺乏相关有效治疗策略。沉默信息调节因子2相关酶1(sirtuin 1,SIRT1)是一种NAD+依赖性去乙酰化酶,主要通过酶促反应使底物去乙酰化发挥作用,参与调控机体各种细胞活动,包括氧化应激、免疫应答、线粒体生物发生、自噬/凋亡等。在中枢神经系统中,SIRT1广泛表达于大脑皮层,并且主要定位于神经元细胞核中。国内外大量研究证实SIRT1能够减轻多种中枢神经系统疾病损伤,包括脑卒中、脑外伤、脊髓损伤、阿尔茨海默症、帕金森综合症、亨廷顿病等,然而对于SIRT1在SAH中的作用及分子机制鲜有报道。课题组前期通过预实验证实SIRT1表达在SAH后1 d脑组织中显著升高,结合国内外相关研究报道及我们前期工作基础,我们推测SAH后SIRT1表达的升高在机体内源性保护机制中起重要作用。本课题拟进一步探讨SIRT1在SAH后EBI中的作用及潜在分子机制。方法:本课题运用两种SAH模型,包括体内视交叉池注血SAH模型和体外氧合血红蛋白刺激SAH模型。在体内模型中,首先运用Western Blot检测SAH后不同时间点颞底脑组织中SIRT1表达时程,同时应用免疫荧光染色和免疫组化确定SAH后SIRT1在大脑中的细胞定位改变;其次,课题组应用SIRT1特异性抑制剂sirtinol及SIRT1激动剂包括activator 3(A3)和丹酚酸B分别抑制和上调SIRT1表达,结合Western Blot、免疫荧光、酶联免疫吸附测定(ELSIA)、生物化学等多种实验方法检测评估SAH后氧化应激损伤、炎症反应、神经细胞凋亡等改变,并记录SAH后神经功能评分变化;同时观察下游相关信号通路改变情况。在体外实验中,课题组进一步采用Western Blot、免疫荧光、ELSIA、LDH检测、TUNEL等多种方法检测记录评估SAH后神经元活性改变及神经元损伤。结果:实验表明SIRT1于SAH后24 h在脑组织中表达显著升高,并持续至SAH后72 h。在细胞水平,SIRT1主要表达定位在神经元细胞核中,而SAH后SIRT1在神经元表达水平显著上调,同时伴有胞浆、胞核表达增加。SIRT1还可表达于小胶质细胞中,但是星形胶质细胞中却几乎没有SIRT1表达。应用SIRT1特异性抑制剂sirtinol干预后,SIRT1下游FoxOs、NF-κB和P53乙酰化水平显著升高,与之一致的是SAH后炎性反应及氧化损伤加剧,同时SAH后神经细胞死亡、脑水肿、功能障碍进一步恶化。相反,给予SIRT1特异激活剂A3能够显著上调SAH后脑组织中SIRT1表达,同时其下游底物FoxOs、NF-KB和P53去乙酰化水平显著升高,脑损伤程度较SAH组明显减轻。此外,我们进一步评估了丹酚酸B在SAH中的保护作用及分子机制。结果表明应用丹酚酸B同样能够上调SAH后SIRT1表达,并调控下游Nrf2信号通路改变,减轻SAH后氧化应激和继发脑损伤。而SIRT1特异性抑制剂sirtinol不仅能抑制丹酚酸B对SAH后SIRT1和Nrf2信号通路的表达上调,同时能够逆转丹酚酸B对抗SAH后抗氧化和继发脑损伤的保护作用。结论:本研究证实SAH后内源性SIRT1水平升高在脑损伤病理变化过程中起着重要神经保护作用,通过多种药物干预上调SIRT1信号通路能够显著减轻SAH后继发脑损伤病变,以SIRT1为靶点进行干预可能为SAH后脑损伤的治疗提供新的治疗策略。