缝隙连接蛋白在脑出血后神经干细胞移植治疗中的调控研究

The survival, proliferation and differentiation of neural stem cells (NSCs) after transplantation and the integration with host neural networks are key factors affecting the therapeutic effect of NSCs transplantation. Recent studies have shown that connexin 43 (Cx43) -mediated gap junctional intercellular communication (GJIC) is involved in the ion and metabolic coupling between transplanted cells and host cells. Also Cx43 is a regulator of the proliferation, migration and differentiation of NSCs. Based on the preliminary finding of Cx43 expression after intracerebral hemorrhage, we come up with this proposal. We will explore whether the survival of NSCs and the integration of NSCs with host cells depend on GJIC and whether the establishment of GJIC helps to prevent Cx43 downregulation in astrocyte under the hemorrhagic environment. Driving NSCs to differentiate into neurons by regulating the expression of Cx43 and Cx26 in transplanted NSC. Neural network integration ability and neurological function improvement will be observed in the intracerebral hemorrhage model treated with NSCs transplantation. This study promoted the transformation application of NSCs transplantation by regulating the interaction of NSCs with host cells and differentiation of NSCs. It will provided new strategy for the treatment of ICH.

移植后神经干细胞（NSC）的存活、增殖、分化以及与宿主神经网络的整合是影响NSC移植治疗效果的关键因素。最新研究表明缝隙连接蛋白Connexin 43（Cx43）介导的细胞间通讯连接（GJIC）参与移植细胞和宿主细胞之间的离子和代谢偶联，且Cx43对NSC的增殖，迁移和分化具有调控作用。本项目基于脑出血后Cx43表达变化的前期研究基础，探讨1）GJIC是否参与NSC与宿主细胞的整合并维持NSC的存活；2）脑出血环境下，GJIC的建立对星型胶质细胞Cx43的表达以及胶质细胞活化的影响；3）通过调控NSC中Cx43及Cx26的表达，诱导NSC向神经元定向分化；4）在脑出血模型中观察条件性控制移植NSC的Cx43和Cx26表达对移植NSC的存活及与宿主神经网络的整合能力以及小鼠神经功能改善情况。本研究通过调控NSC与宿主细胞的相互作用及定向分化，促进NSC移植的转化应用，为脑出血治疗提供新思路。

脑出血是一类严重影响国民健康的神经系统疾病，改善脑出血预后具有重要的意义。神经干细胞移植是一种具有潜在治疗价值的方法，对脑出血后神经功能的修复具有显著的治疗意义。然而，目前对于神经干细胞移植后如何发挥其生理机制，以及与脑神经细胞的相互作用等问题噬待解决。我门前期的研究发现脑出血后血肿分解产生的血红蛋白可以引起星形胶质—间充质表型转化，此外这一机制是由缝隙链接蛋白Connexin 43 -YAP之间的相互作用介导星形胶质细胞活化及EMT空间转化机制；为了进一步探索脑出血后神经干细胞的对脑出血后的治疗作用及其作用机制，我们进一步研究发现：1） 在体外研究发现原儿茶酸（PCA）可以抑制脑出血水肿区会小胶质细胞活化及胶质细胞的聚集。2）在蛋水平及转录水平研究发现PCA可以有效抑制血红素引起的mTOR,S6K1 and,4E-BP1的磷酸化，进而抑制M1型小胶质细胞的活化，促进M2型胶质细胞的活化。3）在纳米尺度进一步合成有效的Se@SiO2纳米药物，应用Se@SiO2纳米药物进行预处理可以有效的抑制血红素所引起的细胞凋亡，并进一步通过行为学验证发现其可以有效的改善脑出血小鼠的行为学，并抑制iNOS及脂质氧化物的表达，促进谷胱甘肽过氧化物酶的表达。