自噬/溶酶体途径激活在缺血性脑中风星形胶质细胞死亡中的作用及机制

星形胶质细胞凋亡是脑缺血的重要病理机制。通过药物阻止星形胶质细胞凋亡而改善缺血性脑损伤神经功能已受到学者们重视。本研究室及国外一些学者证实自噬/溶酶体在缺血性脑中风神经元中激活并参与神经元死亡。而自噬/溶酶体在缺血性脑中风星形胶质细胞中是否激活及其在细胞死亡中的作用尚有待研究揭示。本课题在最能模拟人类缺血性脑中风动物模型大鼠永久性大脑中动脉阻塞及体外原代培养大鼠大脑皮层星形胶质细胞缺糖缺氧模型上，采用电镜，Western blot及免疫荧光等方法及技术研究：（1）自噬/溶酶体途径在缺血缺氧性星形胶质细胞中激活；（2）自噬/溶酶体途径激活参与脑缺血诱导的星形胶质细胞凋亡；（3）自噬/溶酶体激活介导缺血缺氧性星形胶质细胞凋亡的cathepsins-caspases信号机制。意义为：提出缺血性脑中风星形胶质细胞死亡的分子机制自噬/溶酶体途径，为研制具新作用机理的治疗缺血性脑中风药物奠定理论基础。

本项目按研究计划顺利全部执行完成。.本项目利用大鼠永久性大脑中动脉阻塞脑缺血模型（pMCAO）及体外原代培养大鼠大脑皮层星形胶质细胞缺糖缺氧（OGD）模型，发现：（1）自噬/溶酶体在体内、外脑缺血诱导的星形胶质细胞损伤中激活。电镜、生化及免疫组化等不同视角均证明pMCAO及OGD诱导缺血缺氧星形胶质细胞中自噬体、自噬体/溶酶体产生；自噬体标记物LC3II、 Beclin 1及特异性溶酶体标记物LAMP 2蛋白水平显著增加；溶酶体酶cathepsin B和cathepsin L明显激活。而抑制自噬或溶酶体酶可以减轻上述自噬体/溶酶体激活的改变。（2）自噬/溶酶体激活参与缺血缺氧诱导的星形胶质细胞死亡。自噬抑制剂3-MA、囊泡系统H+-ATP酶选择性抑制剂bafilomycin A1，cathepsin B抑制剂CA-074Me及cathepsin L抑制剂Clik148显著减少pMCAO大鼠脑梗塞体积及改善神经症状，增加缺血区GFAP的蛋白水平；减少OGD诱导的星形胶质细胞死亡，增加GFAP蛋白水平；（3）自噬/溶酶体调节脑缺血介导星形胶质细胞死亡的分子机制：抑制cathepsins-线粒体-caspases信号机制。抑制自噬或抑制cathepsin B或L ，均可抑制pMCAO和OGD诱导的星形胶质细胞cathepsin B或L激活、Bid剪切、细胞色素C从线粒体释放到胞质及caspases激活。从而证明cathepsins-线粒体-caspases信号机制是自噬诱导缺血性星形胶质细胞死亡的主要贡献者。.取得主要成果：本项目分别在Autophagy, 2010（IF7.453）及Acta Pharmacol Sin, 2011 （IF1.953）发表2篇论文，另有2篇即将投稿于Glia (IF: 5.186)及Autophagy. 2010（IF7.453）。分别在Neuroscience, 2011 (IF 3.458)及Brain Res, 2012 (IF 2.728)发表2篇与本项目相关论文。.发明专利1项（申请号：201210587690.6），第一发明人。出版专著1部：张慧灵. 自噬与缺血性脑损伤。见秦正红，乐卫东主编《自噬-生物学与疾病》，科学出版社，2011年，第一版。培养硕士研究生4名，其中3名已毕业，1名2013年5月毕业。