跨神经元变性和Cathepsin B在皮层脑梗死继发黑质变性中作用的实验研究

脑梗死继发黑质变性的机制不明。我们预实验发现，皮层脑梗死后同侧纹状体、黑质网状部(SNr)的继发变性沿神经通路顺序发生，且变性前存在Cathepsin B(Ctsb)表达增高和活化，提示可能存在跨神经元变性，Ctsb可能在其中起损伤传递作用。本研究拟采用易卒中型肾性高血压大鼠(RHRSP)制作大脑中动脉闭塞(MCAO)模型，利用皮质-纹状体-SNr通路的结构特殊性观察纹状体、SNr继发损害与神经轴突变性的关系，并采用单纯疱疹病毒-1型(HSV-1 H129株)进行神经示踪，探讨跨神经元变性在脑梗死继发黑质变性中的作用；用免疫电镜双标技术观察Ctsb对皮质-纹状体-SNr神经束路突触前、后膜的破坏,并分析Ctsb特异性抑制剂环氧琥珀酰肽甲基酯(Ca-074Me)对上述指标的影响，探讨Ctsb在脑梗死继发黑质变性产生及跨神经元变性中的作用。研究成果对远隔部位损害形成的机制阐明及防治有重要意义。

脑梗死的损伤并不局限在梗死灶局部及其周围组织。越来越多的临床及动物实验研究证实，脑梗死后同侧丘脑、纹状体、黑质甚至对侧脊髓前角及周围神经等部位可出现迟发神经元丢失和胶质增生。由于造成脑梗死的血管闭塞并不引起上述部位缺血，并且上述改变发生晚于急性缺血，这种梗死远隔部位的迟发神经元丢失和胶质增生被认为是缺血性脑卒中的继发损害。 . 脑梗死继发远隔部位损害的机制未明，目前对它也缺乏有针对性的治疗手段。本项目旨在探讨组织蛋白酶（Cathepsin B，CathB）和跨神经元变性在大鼠皮层脑梗死后远隔部位继发变性的发生、发展中的作用，从而为临床防治脑梗死远隔部位继发变性提供新的思路。. 本研究的第一部分：我们证实大鼠皮层脑梗死后远离梗死灶的同侧丘脑腹后内侧核（VPN）出现继发性神经元丢失和胶质增生；同时，我们发现该过程伴随CathB的显著上调，并且后期主要来源于胶质细胞；皮层梗死后24h经侧脑室持续灌注CathB的特异性抑制剂CA-074Me共6天虽然不能缩小脑梗死灶，但能够明显抑制同侧丘脑VPN的CathB活化，减轻大鼠皮层脑梗死后同侧丘脑VPN的继发变性。据此，我们首次证实CathB是脑梗死继发远隔损害的发生、发展的重要介导因子，针对CathB和远隔部位变性的治疗可以为脑卒中提供一个明显延长的治疗时间窗。.本研究的第二部分：这一部分的主题是关于CathB和跨神经元变性在皮层脑梗死后黑质继发变性作用。我们首先通过多种组织病理学检测技术证实大鼠皮层脑梗死后同侧黑质存在继发变性。其次通过分别将伪狂犬病毒（PRV）和BDA分别注射在皮层梗死同侧黑质和同侧纹状体进行逆行和顺行性示踪，我们已经找到到皮层-纹状体-黑质之间的跨神经元变性的直观证据；目前，反映CathB 在三者之间神经投射间活动（降解其特异性底物MARCKS）的免疫电镜实验仍在进行中。第三步的实验设想如获证实，将是首次发现CathB参与跨神经元变性。该部分的研究结果将进一步证实CathB参与脑梗死后远隔部位继发损害，并且揭示CathB并不简单作为损伤变性的执行者，而是同时也是损伤变性的传递者。.综上，由CathB传递和介导的跨神经元变性是脑梗死继发黑质变性的机制之一；抑制CathB治疗将可能成为防治脑卒中远隔损害的防治的一个有力手段。