CaV2.3在蛛网膜下腔出血后表达的调控机制及其在脑血管痉挛中的作用机理

Cerebral vasospasm(CVS) is the most common and vital complication following subarachnoid hemorrhage(SAH), and increase of contractility of cerebral vascular smooth muscle cells(VSMCs) through voltage-dependent calcium channels(VDCCs) contributes mostly to CVS. Although CaV1.2 has always been the focus on CVS management for it is the unique subtype of VDCCs expressing naturally in cerebral arteries, its effects on CVS remain elusive. Subsequently, preliminary studies showed the tendency of CaV2.3(another subtype of VDCCs) expression following SAH, which had potential to be of nosogenesis of CVS as well. Therefore, this lesson plans (I)to explore the expression pattern of CaV2.3 following SAH to prove the correlation between CaV2.3 and SAH, (II)to define promoter regions of CaV2.3 gene and corresponding transcription factors to clarify the molecular mechanisms for regulation of CaV2.3 expression following SAH, (III)to explore the effects of CaV2.3 on cerebral blood flow following SAH to substantiate its pathogenic role on CVS, (IIII)to explore the different effects of CaV2.3 expressed by VSMCs and VECs on contractility of VSMCs to reveal its molecular mechanisms for CVS. Finally, this lesson aims to provide novel clues and scientific evidences for CVS research and treatment with the explanation of VDCCs subtypes variation following SAH.

脑血管痉挛(CVS)是蛛网膜下腔出血(SAH)最常见和致命的并发症,电压依赖性钙通道(VDCCs)开放致脑血管平滑肌细胞(VSMCs)收缩性增加是CVS最主要的机制。正常脑动脉仅表达一种VDCCs亚型即CaV1.2,但选择其作为CVS干预靶点作用甚微。课题组前期研究提示SAH后CaV2.3(另一VDCCs亚型)具有表达趋势和引起CVS的可能。本课题拟研究CaV2.3表达的时空特征,明确与SAH的相关性；分析CaV2.3基因的启动子区域和转录因子,阐明SAH后CaV2.3表达调控的分子机制；研究CaV2.3对脑血流量的影响,明确其对CVS的致病作用；通过从不同细胞角度研究CaV2.3对VSMCs收缩性的直接、间接和总作用,阐明CaV2.3在CVS中的作用机理。最终从脑动脉VDCCs表型变化角度为CVS的机制研究和SAH预后的改善提供新兴的科学线索和理论依据。

蛛网膜下腔出血（SAH）是指血液流入脑表面软膜与蛛网膜之间的腔隙。自发性SAH病人有幸得到救治SAH后的脑血管痉挛发生率较高，脑血管痉挛(cerebral vasospasm,CVS)是SAH最具特异性的并发症,也是影响SAH患者预后最主要的危险因素,可造成脑组织供血减少，缺血、缺氧甚至导致病死或者病残，其对社会经济造成巨大压力，过去四十年来，脑血管痉挛被认为高死亡率和致残率的主要原因，可惜针对CVS治疗临床上未获得成功，因此为显著改善SAH的预后,若能够发现CVS发病机制中某一关键的分子或靶点便尤为重要。在前期研究所提供科学依据的基础上,本课题拟将R-型钙离子通道(CaV2.3）进一步引入SAH和CVS的研究领域,为CVS的防治提供新兴的科学线索和理论依据。.本人于2013年1月—2016年12月以负责人身份主持国家自然科学基金地区基金“CaV2.3在蛛网膜下腔出血后表达的调控机制及其在脑血管痉挛中的作用机理(项目编号：H0906/81260182)”的研究工作,其主要研究内容为：(1)证实了蛛网膜下腔出血对CaV2.3的转录和表达具有上调作用；还对CaV2.3基因的启动子序列进行了定位,确认其位于CaV2.3外显子上游250 bp的范围内,从而阐明了蛛网膜下腔出血调控CaV2.3转录和表达的分子机制。(2)发现CaV2.3阻滞剂(SNX-482)对蛛网膜下腔出血后脑血流的自身调节障碍具有显著的缓解作用,从而在宏观层面肯定了CaV2.3在脑血管痉挛中的作用。(3)膜片钳实验证实了蛛网膜下腔出血后CaV2.3电流的存在,为CaV2.3的致脑血管痉挛作用提供了分子层面的依据。(4)脑动脉加压肌动扫描机能实验证实了CaV2.3与蛛网膜下腔出血后脑动脉的肌源性紧张度上调和管径减小有关。综上所述,该课题较为完整的阐明了CaV2.3在蛛网膜下腔出血后表达的调控机制及其在脑血管痉挛中的作用机理。在完成所资助研究内容的前提下,本课题组还开展了一些与脑血管痉挛相邻范畴基础研究的探索,上述内容均从不同角度与所资助研究内容相关或为延续和深入关系。在该研究周期内至美国实验室进行博士后研修一年,发表课题直接相关SCI论文、北大核心期刊论文及横向研究SCI论文。以第一完成人分别获省级自然科学奖和卫科技生成果奖励。获得数项省市级人才项目及荣誉称号并晋升副高职称,以学位论文形式培养硕士研究生两名