AT1R诱导小胶质细胞M1极化在慢性低灌注脑损害中的作用及调控机制研究

The excessive activation of microglia plays a critical role in chronic cerebral hypoperfusion (CHP).The temporal and spatial patterns of the switch differ between the microglial M1/M2 polarization remain unknown. Type I ANG II receptor (AT1R) activate IL-6/JAK2/STAT3 via CX3CL1/CX3CR1axis. The STAT3 is the intracellular molecular switches of microglial phenotypic changes. Accordingly, we hypothesize that AT1R induces microglial M1 polarization which aggravate the inflammatory response and brain impairment. AT1R antagonist(ARB) promote this phenotype shift from M1-dominant to M2 dominant that may result inflammation resolving and reversion of brain impairment. This study aims to study the modulatory role of microglia M1 polarization to neuron and gliocyte using an in vitro cell model of oxygen and glucose deprivation. The temporal and spatial patterns of the microglial M1/M2 polarization will be observed in CHP animal model of wild type or AT1R knock-out mice. We also study the internal relation of microglial M1/M2 conversion with synaptic function, white matter lesions, neuronal apoptosis and cognitive function. The correct time to administrate ARB may reduce CHP pathological damages for clinical prevention and treatment of CHP related cognitive dysfunction.

小胶质细胞激活是慢性脑低灌注（CHP）相关病理改变的关键启动与维持因素，其激活后M1/M2表型转化的时空分布特征和调控机制尚不清楚。研究证实血管紧张素Ⅱ（ANGII）的Ⅰ型受体（AT1R）经CX3CL1/CX3CR1轴激活IL-6/JAK2/STAT3通路，后者是小胶质细胞M1极化的重要细胞内分子开关。据此我们假设AT1R诱导小胶质细胞M1极化，加重炎症反应和脑损害，AT1R拮抗剂（ARB）可抑制M1极化，促进M2极化，从而调控炎症反应，减轻或逆转CHP脑损害；拟离体观察氧糖剥夺条件下AT1R诱导的小胶质细胞M1极化对神经元、胶质细胞功能的影响；在体观察小鼠CHP模型小胶质细胞M1/M2的时空分布规律，基因敲除AT1R后小胶质细胞M1/M2极化与突触功能、白质损害、神经元凋亡和认知功能变化的内在联系，并验证正确时点给予ARB可能减轻CHP病理损害，为防治CHP相关认知功能障碍提供理论依据。

慢性脑低灌注（CCH）认知损害的防治是临床重点关注的问题之一，其机制尚未完全阐明。小胶质细胞激活是CCH相关病理改变的关键启动与维持因素，其激活后不同表型转化对CCH神经元、神经胶质细胞功能产生不同的影响进而影响认知功能。我们从动物和细胞两个层面观察小胶质细胞AT1R在体或离体对小胶质细胞激活状态及功能的影响。氧糖剥夺（OGD）导致小胶质细胞AT1R表达明显上调，不同时间点小胶质细胞不同激活状态标志物也发生相应改变，炎症因子IL-1β、TNF-α、IL-6的表达也有增加，小胶质细胞凋亡也增加，AT1R受体拮抗剂拮抗剂坎地沙坦（ARB）可以部分逆转这些效应。CCH模型小鼠4周后Morris水迷宫检测小鼠记忆及空间探索能力下降，而坎地沙坦部分改善认知功能；AT1R敲除小鼠（AT1R-/-）与对照组小鼠认知功能变化无明显差别。qPCR验证AT1R-/-小鼠皮层、海马AT1RmRNA表达量均下降50%以上，Iba-1、Agtrap免疫荧光共染色同样显示相应部位小胶质细胞AT1R表达减少。批量RNA测序转录组数据差异基因分析表明单独给药坎地沙坦显著上调了抗病毒和免疫防御基因的转录水平。流式细胞术检测结果显示，CCH小鼠皮层和海马小胶质细胞的M1/M2激活状态与对照组比有明显变化，而坎地沙坦可以部分减轻这种作用，AT1R-/-小鼠也有类似的趋势。12例大脑中动脉狭窄患者（MCAS）和与29例正常对照参的多模态MR研究结果显示，MCAS患者的MMSE、MoCA、CDT评分均低于健康对照组，MCAS患者双侧中央后回、颞中回和尾状核的静息态磁共振体素镜像同伦连接（VMHC）值明显降低，MCAS患者中央后回的VMHC值与MMSE、MoCA、CDT评分呈正相关，与TMT-A评分呈负相关。MCAS患者颞中回的VMHC值与MMSE 和MoCA 呈正相关，与TMT-A评分呈负相关，VMHC值与CDT评分无显著相关性。尾状核的VMHC值与MMSE 、MoCA 、TMT-A 显著相关性。基础和临床研究提示AT1R在CCH小胶质细胞激活状态转变中起重要作用，靶向干预AT1R可能是防治CCH认知损害的有效策略。

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