研究目的:脑出血(intracranial hemorrhage,ICH)作为一种发病率和致残率很高的脑血管疾病,目前无有效的内科治疗手段。脑出血会对包括出血病灶的全脑组织造成不可逆性的损伤,其中包括脑出血血肿占位效应导致的即时一次损伤,也包括出血后各种血肿残余物及炎症反应导致的二次损伤。对二次损伤及颅内炎症的干预可以改善病人的预后。c GAS(cyclic-GMP-AMP synthesis)作为细胞胞质内双链DNA(ds DNA)的模式识别受体在多种生理及病理状态下参与了机体Ⅰ型干扰素炎症反应。但是目前无研究阐明c GAS在脑出血中表达和作用。研究方法:本实验采用胶原酶注射构建小鼠脑出血模型,用免疫印迹及逆转录实时定量PCR研究第1及第3天脑出血小鼠脑组织中c GAS通路及Ⅰ型干扰素转录及表达变化,以及c GAS通路的激活情况;用脑出血小鼠脑组织切片免疫荧光染色进行c GAS表达的细胞定位分析。在体外实验中通过氯高铁血红素(hemin)诱导小鼠神经元HT22细胞系铁死亡(ferroptosis)模拟脑出血血肿对神经元的损伤,通过免疫荧光染色、共定位分析和胞质内DNA的定量PCR对神经元内双链DNA损伤及胞质内DNA进行检测;通过一系列对HT22细胞与小鼠BV2小胶质细胞系共培养体系转录研究和流式细胞分析,研究小胶质细胞与神经元细胞之间的相互激活作用以及DNA物质交流。研究结果:体内实验表明c GAS及下游通路STING(the interferon-stimulated gene)、IRF3(interferon regulating Factor 3)、干扰素-β在小鼠脑出血急性期1-3天脑组织中转录及表达水平较对照组上调且随时间逐渐增高,而c GAS通路内STING,IRF3磷酸化水平并未随之升高。小鼠血肿周围存在大量表达c GAS细胞,主要是Neu N阳性的细胞内,仅有少量Iba1阳性细胞表达c GAS。体外实验显示氯高铁血红素处理小鼠神经元HT22细胞系后相较于对照组磷酸化组蛋白γH2AX水平表达增高,细胞胞质内DNA与线粒体共定位水平降低,细胞胞质内存在大量基因组及线粒体来源的双链DNA分子。经过氯高铁血红素处理后的HT22细胞c GAS,STING,IFN-β转录有升高趋势而BV2细胞无变化,但BV2与氯高铁血红素处理后HT22细胞共培养可以提高BV2细胞上述因子的转录。HT22细胞内DNA可以转移至BV2细胞内,氯高铁血红素处理HT22细胞可以增强该效应。研究结论:脑出血后血肿内氯高铁血红素可以造成神经元基因组染色体损伤以及基因组和线粒体内双链DNA释放至细胞质内以被c GAS识别。在胶原酶诱导的脑出血模型小鼠脑组织中c GAS上调特异地位于血肿周围经历铁死亡的神经元内,以及部分小胶质/巨噬细胞内。c GAS及其下游通路以及Ⅰ型IFN表达随时间增长而上调,但c GAS通路在神经元中可能由于细胞凋亡信号的抑制而未被完全激活。氯高铁血红素促进神经元c GAS通路表达而对小胶质细胞无影响,当其作用于神经元后可以加速共培养的小胶质细胞对神经元的吞噬,提高神经元DNA物质进入小胶质细胞内。上述效应提高了小胶质细胞内的c GAS通路的表达及Ⅰ型干扰素产生。