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蛛网膜下腔出血(Subarachnoid Hemorrhage,SAH)是一种有着非常高的致死性和高致残率的出血性疾病,SAH后引起的早期脑损伤(Early barin injury,EBI)是造成不良预后的关键因素,涉及颅内压、脑血流量的自主调节异常,离子稳态及能量失衡,谷氨酸兴奋性毒性作用、神经炎症、神经元凋亡,微循环障碍等很多方面,其具体作用和彼此之间的影响机制并不十分明确,而在这些改变中,脑水肿、血脑屏障破坏和神经元凋亡被认为是关键的病理生理改变。兴奋性毒性(Excitoxicity)是指脑内兴奋性氨基酸(主要是谷氨酸)通过作用于其受体,引起的突触后神经毒性效应。谷氨酸稳态是维持机体正常生理功能所必须,有研究表明临床SAH患者和实验SAH模型的脑脊液早期即有谷氨酸浓度增高,谷氨酸的过度释放,大量激活谷氨酸受体(如NMDAR NR 2B受体和m Glu R1受体),引起脑损伤。脑血管内皮细胞膜表面表达有活性的代谢性谷氨酸受体1(m Glu R1),m Glu R 1活化后可激活磷脂酶C(PLC),使其作用于磷脂酰肌醇二磷酸(PIP2),生成两种第二信使,一种是三磷酸肌醇(IP3+),另一种为甘油二酯(DAG),IP3+激活神经保护作用的PI3K/AKT信号通路,引起内质网库钙内Ca2+离子的大量释放,影响内源谷氨酸释放并调节、易化NMDA受体的结合作用。谷氨酸过度释放引起Ca2+超载,激活钙调蛋白激酶,使m Glu R1活化,加重神经兴奋性毒性,高度刺激细胞内质网库存Ca2+释放,与NMDA受体通过互相补偿增强作用介导Ca2+内流,级联激活凋亡通路。JNJ16259685是一种高效并非竞争性抑制作用于m Glu R 1,选择性结合谷氨酸受体所携带的氨酰基变构位点,抑制受体活性,降低谷氨酸浓度,并且能够跨越血-脑屏障。选择性结合受体变构位点的变构剂能避免配体干扰,且能区分不同亚型的受体,具有十分良好的临床应用前景。本研究拟采用JNJ16259685干预SAH后高浓度谷氨酸引起的m Glu R 1过度激活,检测和分析JNJ16259685对SAH后高浓度谷氨酸诱导的大鼠模型脑水肿、血脑屏障破坏及神经元凋亡的保护作用及作用机理,通过SAH后神经功能缺损评分、SAH grade分级、脑组织含水率及水通道蛋白AQP4的变化、血脑屏障的通透性变化、TUNEL染色、免疫荧光分析等来评价JNJ16259685的神经保护作用,探讨其在SAH后EBI阶段发挥脑损伤保护作用的机制,发现临床治疗的新靶点。研究目的:(1)采用颅内血管内穿刺法制作SAH模型,研究探讨JNJ16259685对SAH后大鼠神经功能缺损的改善情况;(2)研究JNJ16259685对大鼠EBI发生时内皮细胞m Glu R1表达变化、内皮细胞损伤、血脑屏障及脑水肿发挥作用的效应及机制;(3)研究大鼠SAH后减轻细胞凋亡及其作用机制,以及发挥神经保护作用的机理。研究方法:(1)选取SPF级雄性SD大鼠(体质量270-320 g,9-10周龄),饲养室温23-25°C,相对湿度(60-65),分笼饲养,环境通风良好,食物及水分按时摄入,昼夜节律规律。将实验动物随机分为3组:假手术组(sham group)(n=18),蛛网膜下腔出血组(SAH group),SAH组根据时相点分为2个亚组:24h和72h组:SAH+Vehicle组(n=36),SAH+JNJ16259685组(n=36)。采用颈内动脉穿刺法建立SAH实验动物模型,SAH组均行血管内穿刺法造模,假手术组导入线栓至有阻力感停止,其余手术流程均与上述方法相一致。随机分配实验动物入组,每组6只,分别进行个体化实验,根据实验动物造模具体情况及术后死亡情况进行补充。造模成功后2h给予腹腔注射DMSO或JNJ16259685(1mg/Kg)。(2)SAH后24h采用改良Garcia量表进行神经功能评分,并断头取脑进行SAH grade分级评定蛛网膜下腔出血严重程度,判断出血严重程度分级和神经功能评分分数是否相关,选取符合入组标准大鼠模型进行个体化实验。(3)造模成功后24h、72h评估SAH grade出血严重程度分级及采用Garcia量表评估大鼠神经功能缺损,干湿重法测定脑水肿,Evans blue及白蛋白-FITC法评估血脑屏障破坏程度,应用Western blot检测水通道蛋白(AQP4)及血脑屏障紧密连接蛋白(ZO-1、Occludin、Claudin-5)及凋亡相关信号分子,免疫荧光观察血脑屏障、基底皮质神经元及内皮细胞损伤情况,以进一步证实m Glu R1在EBI中的具体作用及相关机制,为临床治疗提供可靠的依据。结果1、JNJ16259685可以明显改善大鼠蛛网膜下腔出血24h、72h后SAH神经功能缺损。2、JNJ16259685可以明显改善大鼠蛛网膜下腔出血24h、72h后血脑屏障、脑水肿情况。3、JNJ16259685可以明显改善大鼠蛛网膜下腔出血24h、72h后的细胞凋亡。结论1、我们采用颈内动脉穿刺法进行蛛网膜下腔出血模型的制作,成功模拟临床上因动脉瘤自发破裂而造成的蛛网膜下腔出血,并通过SAH grade进行蛛网膜下腔出血严重程度分级、改良Garcia量表进行神经功能评分,筛选符合要求的动物模型入组进行个体化实验。2、根据SAH grade判定造模成功后入组,给予腹腔注射JNJ16259685(1mg/Kg),选取两个时相点24h、72h进行个体化实验,实验结果表明JNJ16259685可以明显改善SAH后神经功能的缺损,从而减轻神经元的凋亡,减轻血脑屏障的损害,改善血脑屏障的通透性,从而减轻血管源性脑水肿。3、JNJ16259685在SAH后发挥神经保护作用可能是通过减轻脑血管内皮细胞的损伤来实现的。