低氧预处理对蛛网膜下腔出血后神经和血管的保护作用及其机制的实验研究

The incidence of spontaneous subarachnoid hemorrhage (SAH) is rather high, and there is still no effective treatment, which induced the high mortality and disability. In addition to the death caused by early brain injury after SAH, the main cause of death and disability is delayed cerebral ischemia (DCI), which always starts at 3 days after SAH. This interval from SAH to DCI provides a natural opportunity for hypoxic preconditioning (HPC). There are a number of studies about the neuroprotective effects of HPC on cerebral ischemia. But few studies exploring the effects of HPC on SAH were reported. Hence, based on our preliminary experiments, this project intends to investigate the effects of HPC on SAH (brain injury, cerebral vasospasm and cerebral microcirculation dysfunction in detail). We are going to establish several SAH models in rabbits and mice to confirm the neuro-and vaso-protective effects of HPC SAH. The underlying mechanisms related to the Nrf2 endogenous antioxidant pathway would also been explored with the transgenic mouse and RNAi technique in vivo and in vitro. The aim of this project is to find a new method for the treatment of SAH in order to change the current situation of SAH treatment and reduce the mortality and disability rate of SAH patients.

自发性蛛网膜下腔出血（SAH）发病率高，目前还缺乏有效治疗手段，因此致死、致残率高。除了SAH早期直接致死者之外，其致死、致残的主要原因是迟发性脑缺血（DCI），多在SAH后3天以后出现，从SAH发生到DCI的时间间隔为低氧预处理（HPC）提供了天然的时机。HPC在脑缺血中研究颇多，效果明确，在SAH中鲜有报道，因此在我们充足的预实验之上，本项目拟从脑损伤、脑血管痉挛和脑微循环障碍这些SAH的主要病理机制入手，建立SAH的大小动物模型，明确HPC对SAH的作用，同时对其作用机制进行初步研究：在体内外SAH模型中，应用转基因动物及基因干扰技术明确Nrf2这一内源性抗氧化通路在HPC治疗SAH中的作用。本项目旨在寻找潜在的治疗SAH的新方法，以期改变SAH治疗手段缺乏的现状，降低致死率及致残率。

自发性蛛网膜下腔出血（subarachnoid hemorrhage, SAH）发病率高，致死、致残率也很高，虽经几十年研究，死残率并未见明显下降，其原因归咎于目前尚无有效的治疗手段。SAH患者除了因颅内压升高直接致死者之外，其致死、致残的主要原因要归咎于迟发性脑缺血（delay cerebral ischemia，DCI）。低氧预处理（hypoxia preconditioning，HPC）是在缺血性卒中被广泛研究和使用的可激活机体内源性保护机制的治疗方法。而DCI多在SAH后3天以后出现，这一时间间隙为HPC应用提供了天然的、绝佳的时机。因此，本项目旨在通过体内、体外实验全面验证HPC对SAH后神经、血管的影响，重点评估HPC对SAH后神经细胞凋亡、内皮细胞凋亡、脑微循环障碍、脑血管痉挛及血脑屏障等病理环节的影响，并探讨可能的机制。在研究中我们发现：1）HPC对小鼠血管内刺破模型、兔枕大池二次注血模型中的脑血管痉挛有明显的缓解作用，但是对其他动物模型（小鼠枕大池注血模型、枕大池注射自体溶血产物模型、闭合型颅窗内SAH模型及兔枕大池注射自体溶血产物模型）的脑血管痉挛影响并不明显，可能与脑血管痉挛的严重程度有相关性；2）HPC对脑微循环有改善，其作用机制可能是和减少内皮细胞的凋亡、降低内皮素的产生有关系；3）HPC可降低SAH后脑内的神经细胞凋亡数量，可以降低且在兔的两种SAH模型中其对血脑屏障通透性均有改善作用；4）HPC可改善动物SAH后的神经功能学评分；5）体内、体外实验表明：HPC可以明显激活Nrf2-ARE这一内源性抗氧化信号通路，最终减轻脑内氧自由基水平，降低神经细胞凋亡和内皮细胞凋亡数量，在Nrf2基因敲除小鼠中HPC对SAH的保护作用消失。通过本项目系统的研究，明确了HPC对SAH后神经和血管的保护作用及其与Nrf2相关的作用机制，为进一步在临床应用HPC治疗SAH提供了一定的实验依据。