鞘氨醇激酶2对缺血性脑卒中后小胶质细胞活化和极化的调节作用及机制

There is still a lack of effective drugs or methods for ischemic stroke in the clinical treatment, in addition to early treatment with thrombolysis. Therefore, it is urgent to explore the new mechanisms and find new targets for neuroprotection, and to develop the new therapeutic strategies for stroke. Sphingosine 1-phosphate(S1P) is produced from sphingosine phosphorylated by sphingosine kinase 1 or 2 (SPK1, SPK2). S1P can regulate many biological processes via activating sphingosine 1-phosphate receptor 1-5 (S1PR1-5). Increasing evidence has revealed that SPKs/S1P signaling pathway may be a potential target for stroke. However, the involved mechanisms of SPKs/S1P regulating the pathological process of stroke remains unclear. Based our previous findings that S1P and its signaling pathways could regulate the process of ischemic stroke and inhibit neuroinflammation, the application is to demonstrate the impacts of SPK2 on activation and M1-M2 polarization of microglia after ischemic stroke, and to reveal the important roles of SPK2 in dynamic response of microglia-mediated neuroinflammation in stroke. The prospective results will provide a new and helpful strategy for prevention and treatment of stroke, and provide evidence for revealing new pathological mechanisms of stroke, and for developing new drugs targeting on SPK2 in the future.

目前，缺血性脑卒中除早期溶栓外依然缺乏切实有效的治疗方法。因此，探索脑卒中的神经损伤及保护的新机制和新靶标、研发促进卒中后恢复的治疗策略迫在眉睫。1-磷酸鞘氨醇（sphingosine 1-phosphate，S1P）由鞘氨醇激酶（sphingosine kinases，SPKs）磷酸化鞘氨醇而产生。S1P通过激活其相应的的受体而调节多种生命活动过程。已有研究提示SPKs/S1P信号通路可能是脑卒中干预的潜在靶标，但其中的具体机制尚不清楚。本申请项目在发现S1P信号通路可调节脑卒中进程及卒中后神经炎症的工作基础上，拟进一步研究、阐明SPK2对缺血性脑卒中后小胶质细胞活化和M1-M2极化的调节作用及机制；揭示SPK2对小胶质细胞介导的神经炎性动态反应的重要调节作用。预期研究结果将为脑卒中病理机制的研究和基于SPK2的卒中治疗新药的研发提供新靶标和实验依据，为脑卒中的临床治疗提供新的有益思路。

目前，缺血性脑卒中除早期溶栓外依然缺乏切实有效的治疗方法。因此，探索脑卒中的神经损伤及保护的新机制和新靶标、研发促进卒中后恢复的治疗策略迫在眉睫。本项目基于实验室前期研究工作发现SPK-S1P-S1PRs可调节脑卒中后神经炎性反应的基础上，研究并发现：S1P与缺血性脑卒中病理进程相关；S1P拟似物 FTY720治疗可改善缺血性脑卒中损伤和脑卒中模型鼠的神经功能障碍，可降低外周和脑内炎性因子水平，抑制脑卒中进程中炎症反应，促进脑内小胶质细胞由M1型向M2型极化。进一步研究并阐明，Sphk2-S1P轴通过抑制KLF4与HDAC1相互作用，进而促进KLF4的乙酰化，调节脑卒中后小胶质细胞的M1-M2极化，揭示了鞘氨醇激酶2调节小胶质细胞介导的神经炎性动态反应在缺血性脑卒中病理进程中的关键作用。同时，研究发现，激活S1P/S1PRs信号通路可抑制脑卒中急性期模型鼠脑内星形胶质细胞异常活化与增殖，其作用机制与抑制TLR2/4-NFκB信号有关；在完成本项目既定研究目标的基础上，研究并发现S1P不仅可激活S1PRs，还是脑内小胶质细胞上特异性表达的髓系细胞触发受体-2（triggering receptor expressed on myeloid cells 2，TREM2）的内源性配体，S1P与TREM2结合后可促进小胶质细胞的吞噬功能，以该研究发现为基础，项目负责人已申请并获得了新的国家自然科学基金项目的资助（No.81973301）。综上，本项目实施的研究结果为脑卒中病理机制的研究和基于SPK2/S1P信号轴的脑卒中治疗新药的研发提供了新靶标和实验依据，也为脑卒中的临床治疗提供了新的有益思路。.通过该项目的实施，共发表SCI论文13篇（项目负责人为通讯作者）；授权发明专利3项、公开发明专利3项；2名博士后顺利出站，9名研究生按期毕业并获得学位，1名博士后在站期间获得中国博士后科学基金第14批特别资助和国家自然科学基金青年科学基金项目资助（季娟 No.82003732 ），项目负责人被遴选为江苏省第六期“333 工程”第二层次培养对象；研究结果多次参加国内外学术会议进行会议交流，完全实现了项目的预期研究目标。