PARP-1对缺血性脑炎症反应调控的性别差异性及其机制

Acute ischemic stroke is a sexually dimorphic disease. Recently, many experimental and clinical studies shift their attention to explore gender-based therapeutic strategies and relevant mechanisms. Inflammation is involved in almost whole process of stroke pathology, therefore serves as a key determinant for high morbidity and mortality in ischemic stroke. Our previous in vivo studies showed that the Poly (ADP-ribose) polymerase-1 (PARP-1) inhibitor could alleviate post-stroke inflammation and neuronal death, and promote later neurogenesis in male rats. Furthermore, in vitro PARP-1 inhibitor could reduce LPS or TNF-α induced microglial activation and inflammatory factors release. In addition, recent evidence suggests that PARP-1 inhibitor exerts neuroprotection in males but not females after stroke. The underlying mechanisms for this gender difference are not fully identified. Hence, using both male and female stroke models, we will further investigate roles of PARP-1 in post-stroke inflammation, and the impact of gender difference and underlying mechanisms. This research aims to explore evidence for post-stroke inflammation targeted and gender-based therapeutic strategies for stroke treatment.

缺血性卒中是一种性别差异性较大的疾病，针对性别差异性的治疗策略及其机制研究越来越受到重视。脑缺血后，炎症反应贯穿整个脑损伤的病理过程，与卒中的高致死率、高致残率密切相关。我们前期研究发现，多聚(腺苷二磷酸-核糖)聚合酶[Poly(ADP-ribose)polymerase, PARP]-1抑制剂在体内可减轻雄性大鼠卒中后的炎症反应和神经元死亡，并可促进神经元再生；在体外可抑制LPS或TNF-α诱导的小胶质细胞活化和炎症介质释放。此外，最新研究发现PARP-1抑制剂在缺血性脑卒中的神经保护作用具有性别差异性，机制不清。本课题将分别制备体内外不同性别的脑缺血模型，进一步研究PARP-1调控脑卒中后炎症反应作用的性别差异性及其相关机制，为开拓以缺血性脑卒中后炎症反应为靶向的性别差异性治疗策略提供理论基础。

研究背景及目标：急性缺血性脑卒中是全世界致死率、致残率最高的疾病之一，目前临床上缺乏有效的治疗方法。脑缺血可引起从能量剥夺到细胞死亡的级联反应，早期事件主要包括兴奋性毒性和氧化应激，晚期事件则以炎症反应和细胞凋亡为主。目前，大量的基础和临床研究致力于干预脑卒中病理相关的信号分子，以开拓有效的神经保护治疗。炎症反应贯穿卒中后脑损伤的整个病理过程，对神经元细胞死亡和神经重塑具有重要影响。因此，以卒中后炎症反应为靶点的神经保护治疗策略引起广泛关注。我们的前期研究发现，多聚(腺苷二磷酸-核糖)聚合酶[Poly (ADP-ribose) polymerase, PARP-1]抑制剂在体内可减轻雄性大鼠卒中后的炎症反应和神经元死亡，并可促进神经元再生；在体外可抑制小胶质细胞活化和炎症介质表达。本研究PARP-1调控卒中后脑炎症反应性别差异及相关机制。.研究方法：在体内，制备小鼠急性大脑中动脉阻塞（middle cerebral artery occlusion, MCAO）或大鼠全脑缺血（global ischemia, GI）模型，在体外，建立原代小胶质细胞及小胶质细胞系的炎症模型，通过Fluro-Jade B 染色评估脑卒中后神经元细胞死亡，应用免疫组化、定量PCR、基因芯片、western blot、蛋白组学等方法探讨脑炎症反应及相关的分子机制。.研究结果：我们发现PARP-1抑制剂延迟给药对雄／雌性大鼠脑缺血后神经元死亡均无影响，PJ34的延迟给药能抑制雄性大鼠/小鼠脑缺血后小胶质细胞的活化，但对雌性大鼠/小鼠脑缺血后小胶质细胞活化没有影响XX和XY染色体差异即生物学差异对缺血后小胶质细胞活化没有显著的影响作用。然而，雌激素对小胶质细胞活化具有抑制作用。PARP-1激活调控小胶质细胞活化与NF-B转录活性相关，PARP-1抑制剂可影响小胶质细胞活化及缺血脑组织及的基因及蛋白表达模式。 .结论：PARP-1活化对卒中后脑炎症反应的调控作用具有性别差异性，而雌激素在其中起到主要调控作用。