LKB1/AMPK信号通路调控血管生成对缺血性脑卒中的影响及机制研究

缺血性脑卒中占脑血管病70％左右，是目前人类三大死亡疾病之一，存活者多半还会遗留神经功能障碍，临床治疗唯有溶栓疗法得到了美国FDA认可。"治疗性血管生成"概念的提出为治疗脑缺血提供了新思路，提示可以通过调控血管生成因子促进局部血管再生，加速缺血区侧支循环建立，从而提高缺血区的血液供应，改善预后。文献报道LKB1/AMPK信号通路可以通过调节VEGF、eNOS或HIF1α等促血管生成因子，正性调节外周组织缺血后的血管重构。但脑血管在解剖结构和功能上跟外周血管都有很大区别，AMPK对脑缺血的作用目前存疑，因为不同实验室的结论相悖，相关研究亦未涉及到AMPK对脑血管和对缺损神经功能修复的影响。因此本课题拟围绕血管生成，从细胞和动物水平探讨LKB1/AMPK信号对脑缺血的作用和机制，以及脑缺血时LKB1对AMPK作用的调控，目前尚无这方面的直接研究。研究结果可能为缺血性脑卒中的临床治疗提供新靶点。

申请人带领研究团队，按照申请书中研究计划实施并展开了相关内容，实验进展比较顺利，在规定的期限时间内基本完成了申请书拟定的研究方案，取得了较好的实验结果，完成了预期目标。实验结果总结如下：.1. 离体细胞实验结果表明，给予缺氧刺激后，LKB1/AMPK信号通路被激活，尤其是在缺氧的早期1-12h达到最大值，然后活性逐渐减弱，如果在36-48h给予AMPK药理激动剂metformin或AICAR，可以促进AMPK的活性的提高。AMPK激活后促进了血管生成相关因子如VEGF，Angiopoietin，bFGF等的表达，保持血管内皮细胞紧密连接相关蛋白如Occludins，JAM等的稳定，促进血管内皮细胞迁移和血管结构的形成，而AMPK的抑制剂Compound C或C75 则效应相反。.2. 整体动物实验表明，给予AMPK激动剂Metformin的大鼠脑缺血后生存率显著提高，但缺血后1-3天给药组与非药物治疗组在脑梗死体积方面无明显差异，缺血7天可观察到脑梗死体积显著低于非药物治疗组，神经行为学评分明显高于非药物治疗组；给药组可以促进血管生成相关因子VEGF，Angiopoietin，bFGF等的表达，保持血管内皮间紧密连接相关蛋白Occludins，JAM的稳定，影响脑组织凋亡相关蛋白的表达，减少脑组织细胞的凋亡。.3. 缺血后的血管生成是一个循序渐进的过程，许多促血管生成因子，包括VEGF，Angiopoietin，bFGF等都参与并发挥着主要作用。我们的结果证明激活AMPK可以促进这几个主要血管生成因子的表达。但是VEGF在促进血管生成的同时，还具有强大的促进血管通透性增加的作用，可以导致脑水肿的加重，这在脑梗死早期是非常不利和危险的因素，而Ang-1不仅能够促进血管的成熟与稳定，还是一种很强的抗血管渗透的因子，与VEGF在调节血管通透性方面发挥着相反的作用，Metformin同时有利于维持血管内皮紧密连接相关蛋白的稳定，抑制脑组织的细胞凋亡。因此，我们推断，在脑缺血的急性期（1-3天）使用Metformin过度激活AMPK有可能促进血管渗透，加重脑水肿；而在脑缺血的后期（7天以后）使用Metformin提高AMPK的活性有助于血管生成，促进损伤组织修复，改善神经功能症状。