HO-1/CO系统对脑出血灶周小胶质细胞的调控作用和机制研究

Our preliminary findings suggesting that heme oxygenase -1 (HO-1) expression was increased in microglia after intracerebral hemorrhage, and HO-1 plays an important role in anti-inflammatory and neuroprotective effects , but its mechanism remains to be further studied.Carbon monoxide (CO) as the HO - 1 decomposition of the endogenous antioxidant heme gas molecules,that has a powerful nerve protective effect.So far the system of HO-1 / CO in inflammatory injury after intracerebral hemorrhage of still poorly understood.Therefore, we hypothesized regulated HO-1 / CO system in microglia after intracerebral hemorrhage to enhance microglial phagocytosis of red blood cells, inhibit the funtion of NF-κB pathway to induced inflammatory injury.We proposed to use the hemorrhage rats model and microglia/red blood cell co-culture model, with neurobehavioral, cell biology, molecular biology and other disciplines and techniques to explore from microglia after intracerebral hemorrhage in vitro and in vivo both in the HO-1 / CO system antioxidant and inhibiting inflammatory damage and its mechanism.From in the new view of HO - 1 / CO, this research will enrich people understanding of microglia in the regulatory mechanism of inflammation, providing a new method for the treatment of intracerebral hemorrhage.

我们的前期研究结果表明，脑出血后小胶质细胞内血红素氧合酶-1（HO-1）表达升高，在抑制炎性损伤和神经保护作用中起重要角色，但其作用机制还有待进一步深入研究。一氧化碳（CO）为HO-1分解血红素产生的内源性抗氧化气体分子，具有强力的神经保护作用。迄今对脑出血后HO-1/CO系统在炎性损伤中的作用仍知之甚少。因此，我们提出假说，脑出血后调控小胶质细胞内HO-1/CO系统，增强小胶质细胞吞噬红细胞，抑制NF-κB通路诱导的炎性损伤。我们拟利用大鼠脑出血及小胶质细胞/红细胞共培养模型，借助神经行为学、多种分子生物学技术，从在体与离体两方面探讨脑出血后小胶质细胞内HO-1/CO系统在抗氧化和抑制炎性损伤的作用及其机制。从HO-1/CO这个新视点出发，丰富人们对小胶质细胞内炎症调控机制的认识，为脑出血的治疗提供新的思路。

本项目采用大鼠脑出血模型和体外小胶质细胞/红细胞共培养模型，予以 CORM-2 升高组织及细胞内 CO 含量，利用钴原卟啉(CoPP)与锌原卟啉(ZnPP)调节 HO-1 表达水平，采用免疫荧光双标法，Western blot、RT-PCR、行为学评估等手段观察相关指标的变化。 以 HO-1/CO 系统为视角，沿着观察脑出血模型、小胶质细胞/红细胞共培养模型中抗炎性损伤变化的方向，明确 HO-1/CO系统抑制 NF-κB通路诱导的炎性损伤的具体机制及探讨小胶质细胞在脑出血后抗炎性损伤的机制。.本次研究结果提示大鼠脑出血术后6h小胶质细胞开始活化并参与炎症反应，且持续至第5d。TNF-α具有刺激炎症蛋白分泌的生物学活性，脑出血后TNF-α刺激小胶质细胞活化，而小胶质细胞活化后分泌大量炎性因子TNF-α进一步激活小胶质细胞，这一正反馈作用从而加重脑出血后灶周炎症反应。CORM-2干预后TNF-α与小胶质细胞的共表达阳性细胞比例较单纯ICH有所下降，这提示CORM-2发挥抗炎作用可能与小胶质细胞有关。我们还发现大鼠脑出血后6h 灶周IKK/ NF-κB通路开始被激活；CORM-2干预可有效地增加HO-1表达，抑制IKKβ及炎性因子NF-κB p65和TNF-α 的表达；大鼠脑出血后CORM-2可通过抑制IKK/ NF-κB信号通路，抑制炎症因子TNF-α的表达，从而减轻脑损伤，改善大鼠神经功能损伤；CORM-2的抗炎作用可能与灶周小胶质细胞有关。.在小胶质细胞与红细胞共培养模型中，我们发现CORM-2通过HO-1/CO系统在脑出血灶周产生抑制炎性反应作用，其机制可能是增加了HO-1的表达， 抑制NF-κB p65及IL-1β表达，最终增加了小胶质细胞对红细胞的吞噬，促进了血肿的吸收而产生的神经保护作用。但CORM-2不增加HbCO的产生，并未产生神经毒性作用。表明低剂量CO具有神经保护作用。从HO-1/CO系统这个新视点解释外源性CO释放分子的抗炎性损伤理论奠定基础，也为脑出血的治疗探索新的策略和提供的实验依据。