中枢氧化应激在颅脑损伤后交感兴奋中的作用机制研究

Clinical studies have shown that sympathetic hyperactivity after severe traumatic brain injury (TBI) is a serious complication, which is closely related to the prognosis and the pathogenesis is unknown. Studies have shown that sympathetic centrer-rostral ventrolateral medulla(RVLM)oxidative stress is an important reason for the peripheral sympathetic hyperactivity. But it is not clear that oxidative stress in RVLM whether increase sympathetic activity after TBI.Our preliminary test results support the hypothesis of oxidative stress in RVLM involving modulation of sympathetic hyperactivity. Therefore, this project aims to clarify the role and mechanism of oxidative stress in RVLM in sympathetic hyperactivity after TBI. A model of diffuse axonal injury in rats used, this project aim to explore by molecular biology and whole animal experoments:1) the role of oxidative stress in the sympathetic hyperactivity in RVLM after TBI; 2)the role and mechnism of microglia and NOX-ROS system activation mediated oxidative stress in sympathetic hyperactivity after TBI. 3) the possible mechanism of oxidative sress in RVLM increase sympatheic activity after TBI.This project's findings will provide the experimental basis to the oxidative stress hypothesis of sympathetic hyperactivity related to TBI, to help elucidate the pathogenesis of sympathetic hyperactivity, and provide new targets and methods for the sympathetic hyperactivity treatment after TBI.

前期研究显示重型颅脑损伤（TBI）后交感兴奋与患者预后密切相关，目前发病机制不明。研究证实交感中枢头端延髓腹外侧区（RVLM）氧化应激是外周交感兴奋的重要原因，但是TBI后RVLM内是否发生氧化应激尚不明确。我们的预实验结果显示TBI后RVLM内超氧阴离子水平显著升高，同时伴有小胶质细胞激活，提示小胶质细胞介导的氧化应激可能参与TBI后交感兴奋。本项目拟通过大鼠弥漫性轴索损伤模型，采用分子生物学、细胞培养和整体动物实验等方法阐明：1）RVLM内氧化应激和NOX系统激活在TBI后交感兴奋中的作用；2）TBI后小胶质细胞激活在RVLM内NOX-ROS系统激活中的作用；3)TBI后RVLM内氧化应激增强交感活性的作用机制。通过以上研究将揭示小胶质细胞和NOX-ROS系统介导的中枢氧化应激在TBI后交感兴奋中的作用及机制，有助于阐明TBI后交感兴奋的发病机制，为后续治疗研究提供新思路和新靶点。

重型颅脑损伤（TBI）后机体交感功能过度兴奋会严重影响患者预后，目前对严重脑损伤后机体交感兴奋的发病机制尚不清楚，亦无有效的治疗方法。我们在系列临床研究基础上，根据机体在病理和生理条件下交感兴奋的调控机制研究的最新进展，提出了中枢氧化应激假说。本研究旨在通过大鼠弥漫性轴索损伤（DAI）模型揭示延髓头端腹外侧区（RVLM）内氧化应激在颅脑损伤后交感兴奋发病机制中的作用，为后续治疗研究提供新靶点和新思路。. 本研究主要内容包括：1、颅脑损伤后机体交感活性的动态变化规律；2、RVLM内氧化应激对TBI后交感活性的影响；3、NADPH氧化酶系统激活在TBI后RVLM内氧化应激中的作用及对机体交感活性的影响；4、小胶质细胞激活在TBI后RVLM内NOX-ROS系统激活中的作用及对交感活性的影响。. 研究发现：1、模型大鼠伤后存在交感活性的增强，且其交感活性呈先升高，后下降，继而再升高的规律，这种变化规律与临床研究结果一致；2、模型大鼠伤后初期RVLM内未出现氧化应激反应的增强，随着时间的推移RVLM内出现了氧化应激反应的增强，且该氧化应激反应的增强早于弥漫性轴索损伤大鼠伤后交感活性的再次升高，提示RVLM内氧化应激反应可能参与脑损伤后交感兴奋的过程；3、抑制RVLM内氧化应激反应可降低DAI大鼠的交感活性，进一步证实了RVLM内氧化应激和机体交感兴奋之间的关系；4、模型大鼠伤后RVLM内NOX2（gp91phox）的表达显著增加，小胶质细胞明显激活，且随着时间的推移逐渐增强；5、抑制模型大鼠小胶质细胞活性后，RVLM内氧化应激反应减弱，机体交感活性降低，揭示模型大鼠RVLM内小胶质细胞通过调节RVLM内NADPH氧化酶系统影响机体交感活性。. 本研究在国际上首次提出并证实了颅脑损伤后交感兴奋的中枢氧化应激学说，研究初步阐明了颅脑损伤后机体通过RVLM内小胶质细胞激活和NOX-ROS系统调控交感活性的作用机制，对于丰富交感兴奋的氧化应激假说和阐明交感兴奋的的发病机制具有重要意义，也将为TBI后交感兴奋的治疗提供全新的视野，因此具有重要的理论创新意义和临床应用价值。