基于NF-κB探讨RAGE在蛛网膜下腔出血后早期脑损伤中的双向作用机制

Early brain injury (EBI) plays a critical role in the pathophysiology of subarachnoid hemorrhage (SAH) and is largely related to the unfavorable outcome of SAH patients. The receptor for advanced glycation end-product (RAGE), which is the central mediator of multiple signaling pathways involved in EBI, could be a novel therapeutic target for treatment of SAH. We previously found that RAGE was expressed in a single-phase manner while exerting “dual effects” in EBI after SAH. The mechanisms underlying the various effects remain unknown. By referring the literature and our pilot studies, we get the notion that NF-κB is an important regulator in RAGE signaling pathways, which mediates multiple functions of RAGE. And more importantly, NF-κB also has the characteristics of “dual role” in central nervous system injury processes. We therefore hypothesized that it was the NF-κB that probably mediated the dual effects of RAGE in EBI. This project sought to test the hypothesis by using RAN interference and other molecular biological techniques in both in vivo and in vitro SAH models. With this research, we expect to better understand the exact mechanisms of dual role of RAGE, and to provide theoretical basis for specified intervention of RAGE and novel strategies for treatment of SAH.

早期脑损伤（EBI）是引起蛛网膜下腔出血（SAH）患者预后不良的重要原因。RAGE参与调控EBI的多种损伤机制有望成为治疗SAH的潜在靶点。申请人在前期研究中发现RAGE在SAH后呈“单时相”表达，却在EBI中发挥“双向”作用。其具体发生和调控机制尚不明确。结合文献及预实验结果，我们发现NF-κB是RAGE信号通路的重要调控因子，介导RAGE的多种生理功能。并且，在神经损伤疾病中NF-κB呈“双时相”表达，同样具有“双向作用”特性。我们因此推测RAGE在EBI中的双向作用可能与NF-κB有关。本项目拟建立SAH体内体外模型，运用RNA干扰及分子生物学实验技术验证NF-κB对RAGE双向作用的调控作用，并探讨NF-κB调控RAGE双向作用的可能机制。通过本研究，可增加我们对RAGE功能的辩证认识，为进一步制定针对性的干预方案提供理论依据，并为临床治疗SAH提供新策略。

蛛网膜下腔出血（SAH）后脑损伤机制尚未完全明确。项目负责人在前期研究中发现糖基化终末产物受体（RAGE）在SAH后发挥“双向”作用，其具体机制不明，可能与调控NF-κB信号通路有关。在本研究中，我们分别建立SAH体内（大鼠视交叉池注血模型）、体外（原代神经元培养施加血红蛋白）模型，运用RNA干扰及分子生物学实验技术验证NF-κB对RAGE双向作用的调控机制。..在体内实验中，我们发现NF-κB在SAH后第一天和第三天有两个表达高峰。使用shRNA慢病毒试剂针对NF-κB的第一次表达高峰进行转录抑制，可显著降低SAH后炎性因子的表达水平，而针对NF-κb的第二次表达高峰进行转录抑制并不能显著降低炎性因子的表达水平。提示SAH后NF-κB的第一次表达高峰可能参与了SAH后RAGE对炎性反应的调控。使用shRNA慢病毒试剂针对NF-κB的第一次表达高峰进行转录抑制，并不能显著改变神经元死亡的数量。而针对NF-κb的第二次表达高峰进行转录抑制可显著减轻神经元损伤。提示SAH后NF-κB的第二次表达高峰可能与参与了SAH后RAGE对神经元损伤的调控。..在体外实验中，我们发现NF-κB在施加血红蛋白后3小时和12小时有两个表达高峰。使用shRNA慢病毒试剂针对NF-κb的表达进行转录抑制，既不能显著降低炎性因子的表达水平又不能显著改变神经元存活/死亡的数量。提示在体外模型中，NF-κB未参与RAGE对炎症通路及神经元损伤反应的调控。..综上，我们得出结论：在SAH体内实验模型中，NF-κB介导了RAGE在SAH后的双向作用，RAGE的“双向”作用与NF-κB的“双时相”表达有关。而在SAH的体外实验模型中，NF-κB未介导 RAGE 在 SAH中的双向作用，RAGE的“双向”作用与NF-κB的“双时相”表达无关。..为了明确体外实验中RAGE在血红蛋白诱导的神经元损伤中的作用机制，我们实施了进一步实验发现，在血红蛋白诱导的神经元损伤体外模型中，RAGE 主要诱导神经元坏死，而非凋亡。..通过本研究，增加了我们对RAGE功能的辩证认识，为进一步制定针对性的干预方案提供理论依据，并为临床治疗SAH提供新策略。