高迁移率族蛋白B1在蛛网膜下腔出血后期神经血管重塑中的分子机制研究

SAH especially, aneurismal SAH (aSAH) was a life-threatening disease. High-mobility group box 1(HMGB1), as a nonhistone protein binding with DNA, is widely expressed in the nucleus of nearly all eukaryotic cells, including the brain cells, and stabilizes nuclesome formation, facilitates gene transcription. Our previous study indicated that HMGB1 was released early from neurons after SAH onset and played a vital role in triggering inflammation after SAH. Our preliminary work also suggested that HMGB1 remained at a high level in the late stage of SAH. However, the brain water content in the late stage of SAH was as normal as sham group which indicated the inflammation or brain injury was not serious. Little was known about effect of HMGB1 in the late stage of SAH. Previous studies also indicated that HMGB1 could induce many neurotrophic factors, such as nerve growth factor, basic fibroblast growth factor, platelet-derived growth factor, brain-derived neurotrophic factor, ciliary neurotrophic factor, neuropilin-1, vascular endothelial growth factor and others. Thus we hypotheses that HMGB1 played a benefit role in the late stage of SAH. We will use rat SAH models, with the help of western blot, real-time polymerase chain reaction, immunofluorescence, tandem mass spectrometric analysis method and flow cytometry to understand the role and detailed mechanism of HMGB1 played in the late stage of SAH.

蛛网膜下腔出血(SAH)致死率及致残率高，其所致脑损伤目前无有效药物。本团队研究发现，高迁移率族蛋白B1（HMGB1）在SAH后早期促进炎症反应，加重脑损伤。但在SAH后期，HMGB1仍然处于高表达状态，但此时脑水肿及脑损伤并不加重。HMGB1在SAH后期的作用及机制仍然是空白。我们假设HMGB1在SAH后存在双相的作用机制，在SAH早期，HMGB1主要为还原型，通过TLR4受体发挥促炎作用，在SAH晚期，HMGB1转变为氧化型，并通过RAGE受体，促进神经营养因子的分泌，促进卒中后神经血管的重塑。为了验证这一假说，我们采用大鼠SAH模型，采用western blot、免疫组化、免疫荧光、串联质谱分析、流式细胞仪等手段，从分子、细胞、组织以及动物整体水平等多方面探讨HMGB1在SAH后期中的作用，并明确其机制，为SAH后脑损伤的修复机制提供新的认识。

目的：蛛网膜下腔出血(SAH)致死致残率高，预后差。研究表明，卒中后损伤的神经细胞、血管内皮细胞的修复等神经血管重塑行为与疾病预后有密切关系。高迁移率族蛋白B1（HMGB1）天然存在两种受体：toll样受体以及晚期糖基化终产物受体（RAGE），两者功能不同，toll样受体主要促进炎症的发生，而RAGE受体主要参与神经功能修复。有研究提示HMGB1蛋白氧化还原状态决定与其结合的受体。本团队前期研究表明，在SAH后期，HMGB1仍然呈现高表达状态，HMGB1在SAH后期的作用及机制鲜有报道。因此本研究拟通过研究HMGB1对为SAH后神经血管重塑的影响及其作用机制，为临床治疗提供新思路。.方法：首先在SAH动物模型中，通过特异性抑制剂抑制SAH后期HMGB1的表达，了解SAH后期HMGB1的作用； 第二，在SAH动物模型中，通过引入RAGE受体拮抗剂，明确SAH后期HMGB1是否通过RAGE受体发挥促进神经营养因子的分泌以及促进卒中后神经血管的重塑。第三，明确还原型HMGB1以及氧化性HMGB1对皮层内炎症通路以及对神经血管重塑的不同作用及机制。.结果：HMGB1在SAH后7-14天仍然存在表达高峰，抑制HMGB1在SAH后期的表达高峰后，使得神经生长因子（NFG）、血管内皮生长因子（VEGF）表达明显下降，皮层5-溴脱氧尿嘧啶核苷抗体（BrdU）阳性、双皮质素抗体（Doublecortin，DCX）阳性细胞数明显减少。在大鼠SAH后期模型中，RAGE受体被抑制后，NGF、VEGF的表达、皮层BrdU阳性、DCX阳性细胞数、皮层形态正常神经元数目均下降，提示SAH后期HMGB1通过RAGE受体发挥促进神经血管的重塑的作用。还原型HMGB1能促使皮层内炎性因子升高，而氧化型HMGB1，不能促使炎性因子升高，反而使得NGF、VEGF的表达、皮层BrdU阳性、DCX阳性细胞数增多。.结论：大鼠SAH后期HMGB1通过与RAGE受体相互作用，促进神经血管重塑，发挥脑保护作用，氧化型HMGB1可能是SAH后期发挥作用的主要形式。