虎杖苷介导SIRT1信号通路活化抑制颅内动脉瘤形成的机制

Intracranial aneurysms (IA) are common cerebrovascular disease, which poses grievous outcomes in most cases. Despite of number studies concerning IA; the pathogenesis of this challenging lesions remains unclear. It has been postulated that oxidative stress might be closely related to the formation of IA. Polydatin extracted from Chinese herbal medicine has been proved to elicit numerous biological effects through its anti-inflammatory and anti-oxidant properties. Our previous research found that polydatin have a protective role for IA formation and rupture. So we speculate that polydatin might could obstruct the pathogenesis of IA. Based on this hypothesis, we established the IA mice model with the aid of stereotaxic injection. Then we make use of IA mice model and the vitro cell system to study the influence of Polydatin and its SIRT1 signal pathway in the pathogenesis of IA, the way to clear the free radical and lower the oxidative stress, the protective role for endothelial cell and smooth muscle cell, the decline for cathepsins and MMPs. Our study to investigate the role of Polydatin in IA based on animal model ,cell system and molecular research might provide new insight for the treatment of IA in future.

颅内动脉瘤(IA) 是一种严重威胁人类生命健康的脑血管疾病。 IA发病机制尚未阐明，但近年研究提示IA 的发生与动脉血管的氧化应激反应密切相关。虎杖苷是从中草药中提炼出来的一种天然的抗氧化产物，具有非常广泛的生物学活性。我们研究发现虎杖苷能显著抑制动物模型IA的发生，并降低其氧化应激水平。同时，我们发现降低SIRT1活性可以加剧颅内动脉瘤的发生，并且，虎杖苷可以上调SIRT1的活性。因此我们猜测，虎杖苷通过调节SIRT1活性对动脉瘤形成发挥调节作用。为了验证该假设，通过疾病动物模型和细胞共培养体系，对虎杖苷介导的SIRT1信号转导通路的靶向干扰，利用基因敲除小鼠，应用分子生物学、细胞生物学等方法，集中研究虎杖苷是如何通过SIRT1途径来干预颅内动脉瘤的形成，如何实现清除自由基、降低氧化应激水平，保护内皮细胞和平滑肌细胞，减少组织蛋白酶、金属基质蛋白酶等的活化。

颅内动脉瘤是指颅内动脉血管内腔的异常扩大造成动脉壁的瘤状突出，是造成自发性蛛网膜下腔出血的首位病因，严重威胁人们的生命健康。研究表明颅内动脉瘤的发生与吸烟、饮酒、感染、高血压、动脉粥样硬化等因素有关。这些病因往往都能导致动脉血管内大量异常活性氧自由基的释放，进一步介导血管内各类细胞出现氧化应激反应，从而致使内皮细胞功能紊乱、血管壁内炎症细胞聚集、平滑肌细胞的凋亡等等。组织病理学研究表明：动脉血管壁内皮细胞的破坏和损伤，平滑肌细胞及其弹力层的凋亡是颅内动脉瘤形成的病理学基础。虎杖苷是从中草药中提炼出来的一种天然的抗氧化产物物质，具有非常广泛的生物学活性。我们前期研究发现虎杖苷能抑制动物模型中的IA的发生。为了深入探究虎杖苷对IA的治疗价值，通过疾病动物模型和细胞共培养体系，对虎杖苷介导的SIRT1信号转导通路的靶向干扰，应用分子生物学、基因工程学、细胞生物学等方法，集中研究虎杖苷是如何通过SIRT1途径来干预颅内动脉瘤的形成，如何实现清除自由基、降低氧化应激水平，保护内皮细胞和平滑肌细胞，减少组织蛋白酶、金属基质蛋白酶等的活化。本研究将从动物模型-细胞-分子水平等多个层次来研究虎杖苷对IA的治疗价值。我们首先培养并鉴定了了小鼠颅内动脉内皮细胞，再进行氧化应激处理，观察虎杖苷其对IA形成和发展的影响，结果发现，虎杖苷对 H2O2造成的氧化应激损伤细胞模型具有一定保护作用，可以降低H2O2诱导细胞IFN-γ， IL-6、TNF-α、TGFβ1水平的改变，对H2O2可诱导内皮细胞SOD、NO、MDA水平也有显著改善。 H2O2可上调细胞P53、P65基因mRNA水平，下调SIRT1、PPARγ基因mRNA水平，给予虎杖苷可使H2O2对细胞的作用下降。 同时虎杖苷可降低氧化应激引起的MMP9、Cathepsin-K、cleaved casapse-3、Bcl-2的蛋白水平。结合后期的动物实验，我们的结果说明，虎杖苷可以通过活化SIRT1通路，降低内皮细胞的氧化应激水平，从而对颅内动脉瘤的形成有一起的保护作用。