HMGB1-RAGE轴促自体MSCs动员调控心肺复苏后全脑缺血再灌注损伤的机制研究

The global cerebral ischemia-reperfusion injury (GCIRI) acts as a leading cause of poor prognosis in patients with cardiac arrest-cardiopulmonary resuscitation- restoration of spontaneous circulation (CA-CPR-ROSC). Plenty of studies have strongly demonstrated that mesenchyma stem cells (MSCs), after the mobilization, could effectively repair the injured area via paracrine of hepatocyte growth factor (HGF) with its anti-apoptosis capabilities. However, whether MSCs perform the same effects in repairing the GCIRI after ROSC, if so, what’s the underline mechanism remains unknown. Nevertheless, the results of our preliminary experiments showed that the amount of MSCs increased in the mouse brain tissue after ROSC, as well as the expression of HMGB1 and HGF. But further studies are on demand to clarify the possible mechanism among them in the repair of the GCIRI. Therefore, we conducted the present study on knockout mice, using plasmid transfection technology to explore the effect of reduced HMGB1 on alleviation of GCIRI by mobilized MCSs after ROSC, uncover the interaction between reduced HMGB1-RAGE axis and MSCs-HGF, and finally confirm the mechanisms of HMGB1-RAGE axis in enhancing the mobilization of MSCs to repair GCIRI, at molecular, cellular and animal level, with the ultimate expects to find new possible ways for improving the prognosis of ROSC patients.

全脑缺血再灌注损伤（GCIRI）是导致心脏骤停-心肺复苏-自主循环恢复（CA-CPR-ROSC）患者预后不良的主要原因。研究表明，间充质干细胞（MSCs）可被动员至损伤部位，通过旁分泌肝细胞生长因子（HGF）有效抑制细胞凋亡而修复受损组织，但其对ROSC后GCIRI的作用尚未见报道。课题组前期研究发现，ROSC后小鼠脑组织中MSCs数量增多，同时伴随着高迁移率族蛋白B1（HMGB1）和肝细胞生长因子（HGF）表达增多，但具体机制尚未明确。因此，本研究拟通过质粒转染、基因敲除等技术，从分子、细胞和动物水平探究HMGB1促MSCs动员调控GCIRI修复的作用，揭示还原型HMGB1-RAGE轴与MSCs-HGF之间的相互作用关系，探讨还原型HMGB1-RAGE轴促进MSCs动员，进而调控GCIRI修复的可能机制，为促进ROSC后GCIRI修复寻找新的切入点，对改善ROSC患者预后具有重要意义。

全脑缺血再灌注损伤（GCIRI）是导致心脏骤停-心肺复苏-自主循环恢复（CA-CPR-ROSC）患者预后不良的主要原因。研究表明，间充质干细胞（MSCs）可被动员至损伤部位，通过旁分泌肝细胞生长因子（HGF）有效抑制细胞凋亡而修复受损组织，但其对ROSC后GCIRI的作用尚未见报道。课题组前期研究发现，ROSC后小鼠脑组织中MSCs数量增多，同时伴随着高迁移率族蛋白B1（HMGB1）和肝细胞生长因子（HGF）表达增多，但具体机制尚未明确。因此，本研究基于前期基础从分子、细胞和动物水平探究HMGB1促MSCs动员调控GCIRI修复的作用，探究心肺复苏后脑损伤的损害以及相关机制。研究基本按照原计划执行，部分研究内容根据条件摸索与实际情况稍作调整，基本完成既定研究目标。成功建立经食道诱颤致心脏骤停-心肺复苏（CA-CPR）小鼠模型，使用ISL调控HMGB1活性，siRNA敲降HMGB1表达，从MSCs动员在GCIRI修复中的作用、HMGB1调控MSCs动员在GCIRI修复中的作用和HMGB1-RAGE轴调控MSC动员在GCIRI修复中的作用三个层次，探究CPR后脑损伤的损害是否与还原型HMGB1-RAGE信号相关。阐明HMGB1可通过调控MSCs动员而减轻CA-CPR过程造成组织细胞损伤，明确其是否通过调控MSCs动员而抑制炎症反应，如降低IL-6水平，增加IL-10水平，减轻上述物质对细胞的损伤，减轻神经元凋亡，最终实现其对脑细胞的保护作用。该通路以及MSCs动员可为寻求改善CA-CPR患者脑神经功能预后的新药物靶点提供策略，也为多脏器缺血再灌注损伤的治疗提供潜在的治疗可能性。