星形胶质细胞血管终足ADAM10通路选择性调控神经血管单元缺血性损伤的作用机制研究

Vascular end-feet of astrocytes was seen as a metabolism and signal exchange "bridge" between neurons and blood vessels. Vascular end-feet structural and functional changes eventually lead to blood brain barrier damage and affect the normal signals communication between the various components of the neurovascular unit which should be elucidated.ADAM10-N-cadherin signaling pathway plays a key regulatory role in central nervous system development and may be involved in mediating the structure and function of vascular end-feet. Based on our previous studies, we tried to selectively down-regulation of on astrocytes through cre-loxp system investigate the relationship among cellular elements in neurovascular units and the possible neural circuits after brain ischemia.

星形胶质细胞血管终足是神经元和血管之间物质代谢和信号交流的"桥梁"。血管终足改变导致血脑屏障破坏，影响神经血管单元内各组成成分之间正常的信号交流，其具体机制尚待阐明。ADAM10-N-cadherin信号通路在中枢神经系统发育过程中发挥关键的调节作用，可能参与调解影响血管终足的结构和功能。在前期研究的基础上，本项目拟以临床常见的脑缺血血脑屏障破坏为研究切入点，以形态学、功能影像学结合微透析、分子生物学等方法为技术手段，选择性以星形胶质细胞ADAM10-N-Cadherin通路为调控靶点，采用cre-loxp技术特异性敲除星形胶质细胞ADAM10基因，影响血管终足的结构和功能，重塑脑缺血损害后神经血管单元各组分间的信号交流。从整体水平研究ADAM10-N-Cadherin通路影响神经血管单元的具体分子机制环路，为缺血性脑损伤的治疗提供新的思路和潜在的治疗靶点。

星形胶质细胞ADAM10-N-cadherin通路通过影响细胞间三维结构、干预蛋白激酶，改变AQP4蛋白的极性分布和活性影响神经血管单元的功能。在此基础上，我们提出假设：ADAM10-N-Cadherin通路可能通过下述途径影响血脑屏障的通透性（1）抑制星形胶质细胞增殖，减少其血管终足对血管的覆盖（2）直接影响AQP4的活性（3）影响AQP4在血管终足的极性分布。针对以上假设，本研究在以往的工作基础上，结合分子生物学、流式细胞术、转基因动物等方面的技术优势，全面系统的研究脑缺血中星形胶质细胞ADAM10-N-cadherin通路与神经血管单元的关系。并从信号传导途径上揭示ADAM10-N-cadherin通路调控星形胶质细胞介导的血脑屏障通透性分子机制。进而通过星型胶质细胞与内皮细胞共培养、脑片培养和转基因动物模型，探讨脑缺血过程中ADAM10活性、星型胶质细胞和内皮细胞紧密连接之间的内在联系，为寻求新的脑缺血的治疗靶点提供科学依据。本研究结果显示，ADAM10通过影响细胞形态，调节细胞周期，调控ADAM10-N-cadherin-β-catenin通路来影响BBB的通透性及屏障功能，ADAM10低表达时，以上调控机制和通路受损，BBB被破坏。我们的结果表明调控ADAM10-N-cadherin通路可有效保证血脑屏障的稳定，抑制脑缺血和脊髓损伤后胶质细胞增殖与神经元凋亡，为脑血管病的治疗提供了理论基础。