基于脂筏调节血脑屏障紧密连接的扶正护脑法治疗脑卒中的分子机制研究

The central link in the regulation of blood-brain barrier (BBB) permeability is the tight junctions (TJ) between the endothelial cells. The change of the expression of TJ structural proteins is closely related to the extent of cerebral microvascular permeability and brain edema. Physically distinct, cholesterol- and sphingolipid-enriched dynamic micro-regions of the plasma membrane, known as "lipid rafts", are increasingly being recognized as important sites of protein and lipid trafficking and signal transduction. BBB is rich in lipid rafts. TJ proteins are believed to be incorporated within lipid rafts and TJ function is modulated by cholesterol. BBB destruction is one of the core pathological processes of brain edema and toxic damage to neurons in the acute phase of ischemic stroke, but there are no effective protective methods. Fu Zheng Hu Nao as the basic treatment of alleviating cerebral edema and protecting neurons in acute stoke has shown a better clinical efficacy. This study aims to clarify the molecular mechanisms of protecting BBB on the acute stroke treatment with Fu Zheng Hu Nao. Through the analysis of changes of TJ proteins expression, distribution and structure in lipid rafts after Shenmai injection treatment, explore the molecular mechanisms of Fu Zheng Hu Nao after acute stoke and provide a new drug target for brain protection.

血脑屏障（BBB）通透性调节的中心环节是内皮细胞的紧密连接（TJ），TJ结构蛋白表达水平的变化与脑微血管通透性的改变及脑水肿的程度密切相关。脂筏是高流动性的细胞膜脂质双层内含胆固醇的特殊脂质和蛋白质的动态微区，它参与细胞蛋白转运。BBB上有大量的脂筏存在，TJ蛋白分布于脂筏中，其功能受胆固醇调节。BBB破坏是缺血性脑卒中急性期发生脑水肿及神经元毒性损害的核心病理过程之一，目前尚无特效保护方法。 以扶正护脑法作为脑卒中急性期的基础治疗方法在减轻脑水肿、保护神经元方面显示了较好的临床疗效。本研究旨在阐明以扶正护脑法作为脑卒中急性期基础治疗，保护血脑屏障的分子机制。通过分析参麦注射液干预后，TJ蛋白在脂筏区表达量的改变、位置分布的变化和结构功能的异常，对脑微血管内皮细胞间TJ功能的调控特性，探索扶正护脑方药治疗脑卒中的分子机制，为脑保护研究提供新的药物靶点。

⒈ 项目的背景.血脑屏障（BBB）通透性调节的中心环节是内皮细胞的紧密连接（TJ），TJ结构蛋白表达水平的变化与脑微血管通透性的改变及脑水肿的程度密切相关。脂筏是高流动性的细胞膜脂质双层内含胆固醇的特殊脂质和蛋白质的动态微区，它参与细胞蛋白转运。BBB上有大量的脂筏存在，TJ蛋白分布于脂筏中，其功能受胆固醇调节。BBB破坏是缺血性脑卒中急性期发生脑水肿及神经元毒性损害的核心病理过程之一，目前尚无特效保护方法。 以扶正护脑法作为脑卒中急性期的基础治疗方法在减轻脑水肿、保护神经元方面显示了较好的临床疗效。.⒉ 主要研究内容.阐明以扶正护脑法作为脑卒中急性期基础治疗方法的分子机制，以参麦注射液为工具药，研究紧密连接相关蛋白在脂筏区表达量的改变、位置分布的变化和结构功能的异常，调控脑微血管内皮细胞间紧密连接的功能，探索基于脂筏调节血脑屏障紧密连接的扶正护脑法治疗脑卒中的分子机制，为脑保护提供新的药物靶点。.3. 重要结果及关键数据.⑴ TEM和IF结果显示，脑缺血损伤可导致微血管内皮细胞间的紧密连接开放，血脑屏障通透性增加，白蛋白从通透性增加的血管中漏出到周围组织，参麦注射液可显著降低血脑屏障通透性。.⑵参麦注射液可减轻大鼠局灶性缺血损伤后脑病理组织学损伤征象。.⑶参麦注射液可提高缺血区脑微血管内皮细胞紧密连接相关蛋白occludin、claudin-5和ZO-1蛋白表达，并使其稳定在脂筏区，从而保证紧密连接的正常功能。.⑷参麦注射液可增加缺血脑组织中紧密连接相关蛋白ZO-1与脂筏标记蛋白flotillin-1蛋白结合，提高二者亲和力，保证脂筏区紧密连接蛋白的正常功能。.⑸参麦注射液可促进缺血脑组织脂筏区紧密连接相关蛋白occludin寡聚体形成，维持紧密连接的完整性。.4. 科学意义.⑴首次从脂筏、紧密连接和保护血脑屏障角度出发，为扶正护脑法对缺血性脑卒中急性期救治提供分子机制和理论支持；.⑵本课题紧密结合临床实际，通过评估扶正护脑中药干预脂筏进而保护血脑屏障的价值，可能为脑保护提供新的药物靶点，有较大的社会和经济价值；.⑶本课题从分子水平对参麦注射液治疗脑卒中的机制进行深入研究，为参麦注射液为代表的扶正护脑法治疗缺血性脑卒中急性期基础治疗方法提供了更有力的实验证据，拓展了参麦注射液的临床适应症，对参麦注射液治疗缺血性脑卒中有一定的指导意义。