Kappa阿片受体在缺血性脑卒中中的作用及机制研究

Ischemic stroke is the main part of cerebrovascular disease which has high morbidity and mortality. Our previous studies have found that the activation of kappa opioid receptor (KOR) could dilate cerebral vessel, relieve cerebral vasospasm and play a neuroprotective role. However, KOR mainly exists in neuronal cell membrane, and regulation pathway on cerebrovascular and blood flow through neurovascular coupling remains unclear. Therefore, we try to establish an oxygen-glucose deprivation model and middle cerebral artery occlusion model by using Oprk1 gene knockout neurons and specific knockout mice to elucidate the role of KOR in regulating neurovascular coupling and find out its molecular mechanisms by two-photon microscopy and other techniques. We also aim to observe the calcium and potassium channels and PI3K/Akt/NOS pathway via activation of KOR. Through above studies, we attempt to improve the theory of the function of opioid receptors on the nervous system besides pain, emotion, autonomic function and immunomodulation and the study will provide important guidance for opioid receptor therapy in ischemic stroke.

缺血性脑卒中是脑血管疾病的主体部分，其致残率和致死率较高。申请者前期的研究发现激活kappa阿片受体（Kappa Opioid Receptor，KOR）可以扩张脑血管，缓解脑血管痉挛并具有一定的神经保护功能。但KOR主要存在于神经元细胞膜，如何通过神经血管偶联对脑血管及血流产生调节作用仍不清楚。故本课题拟借助Oprk1基因敲除神经元及神经元特异性敲除小鼠建立氧-糖剥夺模型及大脑中动脉堵塞模型通过双光子显微成像等技术阐明KOR调控神经血管偶联的作用及分子机制，并以KOR为靶点，观察激活KOR后对钙离子和钾离子通道及PI3K/Akt/NOS通路的影响。试图通过以上研究完善阿片受体对除了痛觉、情绪、自主功能及免疫调节之外在神经系统的作用理论，将为针对阿片受体治疗缺血性脑卒中提供重要的指导意义。

缺血性脑卒中是脑血管疾病的主体部分，其致残率和致死率较高。我们前期的研究发现激活kappa阿片受体（Kappa Opioid Receptor，KOR）对缺血性脑卒中具有一定的神经保护功能，但机制并不明确。KOR主要表达在神经元细胞膜上，静息状态下受内源性内啡肽的调控。MCAO后，KOR在缺血半影区表达量降低，出现受体内化现象。课题利用双光子显微镜观察到腹腔注射或者原位给予不同浓度的KOR激动剂后，在不影响血液流速的情况下迅速扩张脑血管，这种作用在短期内消失。通过Oprk1基因特异性敲除小鼠建立大脑中动脉堵塞模型，通过TTC染色，神经行为学监测，以及免疫组织化学和分子生物学检测观察到，敲除Oprk1基因增加了缺血的体积，加重了神经功能缺损，增加了缺血性脑卒中后脑内炎症反应，而给予AAV-Syn-Oprk1-IRES-GFP后能逆转该作用。KOR的敲除和激活对钙离子和钾离子通道无显著影响。神经元上的KOR被激活后，通过PI3K/Akt的磷酸化，激活一氧化氮合酶（NOS），释放一氧化氮（NO），引起平滑肌的舒张，扩张脑血管，打开缺血区域的侧枝循环，改善半影区的血供，减少无复流现象的出现。以上研究完善了阿片受体对除了痛觉、情绪、自主功能及免疫调节之外在神经系统的作用理论，将为针对阿片受体治疗缺血性脑卒中提供重要的指导意义。