基于褪黑素介导的线粒体自噬-炎症小体交互对话探讨电针改善脑缺血模型大鼠神经与认知功能障碍的机制研究

Recent studies have found that melatonin-mediated mitochondrial autophagy can inhibit the activation of inflammasome and reduce neuronal pyroptosis，which is considered as a new target for the treatment of stroke. Previous research shows that the exact efficacy of electroacupuncture at Baihui and Shenting in the treatment of stroke. Modern research suggests that electroacupuncture at Baihui and some other acupuncture points can excert a variety of biological effects, such as regulating the diurnal secretion disorder of melatonin as well as autophagy after stroke. Therefore, we hypothesized that electroacupuncture at Baihui and Shenjing can regulate the endogenous melatonin secretion in rats with cerebral ischemia, and inhibit the activation of inflammasome based on melatonin-mediated mitophagy, so as to reduce the neuronal pyroptosis and improve the neurological and cognitive dysfunction after stroke. This project aims to establish a rat model of cerebral ischemia-reperfusion, using animal behavior scores, small animal MRI and a variety of modern molecular biology techniques to elucidate the mechanism of electropuncture at Baihui and Shenjing in regulating melatonin and its crosstalk between melatonin-mediated mitophagy and inflammasome activation. Meanwhile melatonin receptor 2 inhibitor (luzozide), autophagy inhibitor (3-MA) will be applied to verify its molecular targets, which all above studies will provide a theoretical basis for clinical application of electroacupuncture treatment of stroke.

近期研究发现褪黑素介导的线粒体自噬可以抑制炎症小体活化，减轻神经细胞焦亡（pyroptosis），被认为是治疗脑卒中的新靶点。前期研究表明电针百会、神庭两穴治疗脑卒中及后遗症疗效确切，现代研究提示电针百会等穴位具有调节卒中后褪黑素昼夜分泌紊乱及自噬等多种生物学效应，因此我们推测电针百会、神庭可以调节脑缺血模型大鼠内源性褪黑素分泌，并基于褪黑素介导的线粒体自噬抑制炎症小体活化，减轻神经细胞焦亡并改善卒中后神经与认知功能障碍。本项目拟建立脑缺血再灌注大鼠模型，运用动物行为学评分、小动物MRI及多种现代分子生物学技术，从动物行为学、影像学、病理、分子生物学等多层面阐明电针百会、神庭调控褪黑素分泌及其介导的线粒体自噬-炎症小体活化交互作用机制，并应用褪黑素受体2抑制剂（luzozide）、自噬抑制剂（3-MA）多层次验证其分子作用靶点，以期为电针治疗脑卒中的临床应用提供理论基础。

前期研究表明电针百会、神庭两穴治疗脑卒中及后遗症疗效确切，现代研究提示电针百会等穴位具有调节卒中后褪黑素昼夜分泌紊乱及自噬等多种生物学效应，因此我们推测电针百会、神庭可以调节脑缺血模型大鼠内源性褪黑素分泌，并基于褪黑素介导的线粒体自噬抑制炎症小体活化，减轻神经细胞焦亡并改善卒中后神经与认知功能障碍。为验证以上科学假说，本项目通过建立脑缺血再灌注大鼠模型（MCAO/R），运用动物行为学评分、小动物MRI及多种现代分子生物学技术，从动物行为学、影像学、病理、分子生物学等多层面阐明电针百会、神庭调控褪黑素分泌及其介导的线粒体自噬-炎症小体活化交互作用机制，并应用褪黑素受体2抑制剂（luzozide）、自噬抑制剂（3-MA）多层次验证其分子作用靶点。通过开展上述研究，结果表明电针百会、神庭可以通过调节AANAT酶表达，恢复脑缺血再灌注模型大鼠内源性褪黑素的节律分泌，并通过褪黑素介导的线粒体自噬激活，抑制I/R损伤后活性氧(ROS)诱导的NLRP3炎症小体活化通路，减轻神经炎症反应，减少神经细胞凋亡，促进神经细胞存活，进而改善神经与认知功能预后。通过开展本研究，具有以下重要意义：①从现代神经内分泌及相关分子作用机制的角度阐明电针百会穴、神庭穴醒脑开窍、调神通络的现代机理，丰富针灸治疗卒中后神经与认知功能障碍的现代理论基础并指导临床。②从线粒体自噬-炎症小体交互作用的角度阐明电针百会、神庭减轻神经炎症的机制，并明确其作用靶点，可为同类研究提供引导和借鉴。本研究的开展从基础理论到临床应用均有一定的指导意义，不仅明确了针刺治疗卒中后神经与认知障碍分子作用机制，也可为针刺的临床应用提供理论基础。