2-BFI保护缺血性卒中临床转化前的关键问题及机制研究

Excitotoxicity mediated by NMDAR is the key step for the pathogenesis of ischemic stroke. The traditional NMDAR antagonists transformed fail for the serious side effects. Memantine is allowed to clinical use (treatment of Alzheimer's disease) of NMDAR antagonists. In previous studies, We found that exogenous ligand of imidazoline I2 receptor 2-BFI reversibly blocks NMDAR-mediated [Ca2+]i influx in a manner similar to that of memantine providing neuroprotection against glutamate toxicity，We confirmed that 2-BFI transiently 、reversibly、 noncompetitively inhibits NMDAR with a faster dissociation than those of memantine using the patch clamp technique. Therefore, 2-BFI is a new neuroprotective drug candidate that is very promising for transformation to clinical. .Early, We found 2-BFI have obvious protective effect on ischemic brain injury by immediate administration 2-BFI after establish the model of cerebral ischemia. In this project we will use animal experiment to investigate whether 2-BFI have protective effect for ischemic stroke by administration after establish the model of cerebral ischemia, the effective treatment time window, whether 2-BFI have comprehensive protection for the neurovascular unit, and the effect of 2-BFI combine with rt-PA ; using OGD cell model in vitro, we will investigate the mechanism of 2-BFI protecting cerebral ischemic injury from inhibiting [Ca2+] overload and related cascade , these will lay the theoretical foundation for 2-BFI transformation to clinical.

NMDAR介导的兴奋毒性是缺血性卒中发病的关键环节，传统的NMDAR拮抗剂副反应严重导致临床转化失败，美金刚是获准临床使用（治疗阿尔兹海默病）的NMDAR拮抗剂。在以往研究中，我们发现咪唑啉I2受体的外源性配体2-BFI能够可逆地抑制NMDAR介导的Ca2+内流，其方式与美金刚相似，抵抗谷氨酸兴奋毒性；用膜片钳技术证实2-BFI短暂、可逆、非竞争性抑制过度激活的NMDAR电流，解离速度比美金刚更快。因此，2-BFI是一种非常有希望转化到临床的新型神经保护剂候选药物。前期我们采用脑缺血建模后即刻给药的方法证实2-BFI有明确的保护作用。本项目将探讨在脑缺血建模后给药2-BFI的保护作用、有效给药时间窗、能否保护神经血管单元、与rt-PA的联合效应等临床前关键问题, 采用OGD细胞模型，从抑制[Ca2+]超载及相关级联反应角度揭示2-BFI保护脑缺血的机制，为2-BFI的临床转化奠定理论基础。

缺血性脑卒中是严重影响生命和健康的重要疾病, 脑缺血时大量释放的谷氨酸激活NMDAR引起细胞钙超载导致的兴奋毒性是缺血性脑损伤的关键发病机制。NMDAR拮抗剂可有效减轻脑缺血症状，但是传统的NMDAR拮抗剂（如katamine，phencyclidine、MK801等）副反应严重导致其临床转化失败，因此，开发既能抑制细胞钙超载，又有良好临床耐受性的NMDAR拮抗剂是该领域研究热点和主流。在众多NMDAR拮抗剂中，美金刚是唯一开发成功被批准用于临床使用的（治疗中重度阿尔兹海默病）NMDAR 拮抗剂，其原因与美金刚短暂、可逆、非竞争阻断过度激活的NMDAR独特的药理作用机制有关。.咪唑啉化合物2-BFI是一种亲和力极高的咪唑啉I2受体的外源性配体，在以往的研究中，我们发现2-BFI能够可逆地抑制NMDAR介导的Ca2+内流，其方式与美金刚相似，可以减轻谷氨酸的兴奋毒性；用膜片钳技术证实2-BFI能短暂、可逆、非竞争性抑制过度激活的NMDAR电流，而且其解离速度比美金刚更快，因此，我们推测2-BFI是一种有希望转化到临床的新型神经保护剂候选药物。.在本项目的研究过程中，我们对2-BFI向治疗缺血性卒中转化的几个临床前关键问题进行了深入研究，发现：2-BFI具有较宽的治疗时间窗，在脑缺血后再灌注5小时以内给药还有神经保护作用；2-BFI对神经血管单元的关键部位血脑屏障（BBB）具有保护效用，可以减轻急性脑缺血后BBB的通透性，上调紧密连接蛋白Occludin、ZO-1和V型胶原表达，降低基质金属蛋白酶MMP-9表达；2-BFI与静脉溶栓剂重组组织型纤溶酶原激活剂（rt-PA）联合使用可以延长减少栓塞型大脑中动脉阻塞（eMCAO）模型大鼠的脑损伤，rt-PA溶栓时间延长到6 h任然有效。通过体外实验还发现2-BFI的抗氧化能力和抗线粒体凋亡可能参与了脑缺血后神经血管单元的保护。这些研究结果，为新型NMDAR 拮抗剂2-BFI治疗缺血性卒中向临床试验转化提供了重要的理论依据和参考依据。