研究背景:脑缺血再灌注损伤(CIRI)对神经功能的恢复影响巨大,如何明确缺血再灌注在神经细胞凋亡的过程中,具体通过何种途径或者细胞通路所起的作用,为我们临床上提高此类疾病的救治成功率及改善神经系统功能提供了帮助。而小胶质细胞作为神经细胞中主要的免疫效应细胞,有吞噬、抗原递呈和表达与免疫系统和炎症因子相关的功能,必然会在CIRI与修复过程中起重要作用。有相关研究已经表明,小胶质细胞的活化对CIRI中炎症因子的释放与神经元的凋亡起到调控作用,而同时,小胶质细胞的活化存在着内质网应激反应的增强与细胞自噬的启动。PTPIB作为蛋白酪氨酸磷酸酶家族中的一类细胞生理功能调节因子,在细胞传导通路中起着重要作用。我们的研究就是基于CIRI中小胶质细胞的活化开展的,通过PTP1B抑制剂的应用,研究小胶质细胞中PTP1B表达的变化、炎症因子及凋亡的影响、内质网应激相关蛋白的变化与细胞自噬蛋白的影响,来明确PTP1B在CIRI中是否通过小胶质细胞内介导内质网应激与细胞自噬而对炎症反应与凋亡起作用的,为临床上应用特异性药物治疗CIRI所导致的继发性脑损伤提供理论依据。研究目的:(1)通过对脑缺血再灌注后小胶质细胞中内质网应激在炎症反应和细胞凋亡中所起的作用研究,来明确是否可以通过PTP1B选择性抑制剂sc-222227的应用,起到对神经细胞的保护作用,明确PTPIB特异性抑制剂的神经保护作用是通过小胶质细胞中内质网应激相关基因的表达来实现的。(2)通过PTP1B选择性抑制剂sc-222227脑室内注射治疗脑缺血再灌注损伤动物,来检测小胶质细胞的活化情况;另外,应用PTPIB抑制剂治疗体外培养的小胶质细胞(BV-2细胞系),通过炎症因子表达的变化,来明确PTP1B抑制剂治疗OGD处理的BV-2细胞是通过抑制炎症因子的表达,起到保护小胶质细胞的功能。(3)通过对大鼠皮层内质网应激相关蛋白(PERK、IRE-1、ATF6等)的研究,明确在PTP1B抑制剂治疗对内质网应激的相关蛋白是否存在影响,然后,研究这几种蛋白的表达具体是位于哪一类细胞中,是否与我们前两部分研究的小胶质细胞相一致,最后,研究在小胶质细胞中,内质网应激与自噬相关蛋白(LC3-I/II、Beclin-1等)在脑缺血再灌注损伤后具体的机制途径,以明确PTP1B抑制剂治疗脑缺血再灌注模型是通过内质网应激-自噬轴发挥神经保护作用的。研究方法:本研究通过建立大鼠脑缺血再灌注动物模型,应用PTP1B选择性抑制剂治疗,并采用PCR、Western blot、免疫荧光及免疫组化等技术对CIRI中炎症因子、细胞凋亡、内质网应激反应及细胞自噬等相关蛋白进行监测,并观察记录大鼠神经功能的变化,检测脑梗塞面积与脑水肿的变化;另一方面,通过体外培养OGD处理的BV-2细胞,通过免疫组化、PCR、Western blot及免疫荧光等技术对CIRI中炎症因子、细胞凋亡、内质网应激蛋白及细胞自噬蛋白进行监测,同时观察使用PERK激动剂、内质网应激抑制剂和自噬抑制剂对内质网应激-自噬轴的前后作用关系。最后本研究通过PLA技术,证实PTP1B通过与p-PERK的蛋白相互作用从而发挥一系列下游功能。研究结果:第一部分PTP1B在大鼠脑缺血再灌注损伤中存在高表达,应用PTP1B选择性抑制剂能有效降低大鼠脑缺血再灌注中IL-1β、IL-6、TNF-α等炎症因子的释放,减少神经元的凋亡,同时能改善大鼠脑梗塞的面积,降低脑组织含水量,改善大鼠的神经功能和运动功能。第二部分大鼠缺血再灌注损伤后,PTP1B蛋白在小胶质细胞表达增高,应用PTP1B抑制剂能明显改善小胶质细胞的活性,另外,通过不同浓度的PTP1B选择性抑制剂对体外培养OGD处理的BV-2细胞进行干预后,炎症因子IL-1β、IL-6和TNF-α等的表达也明显下降。第三部分PTP1B通过PERK调控小胶质细胞中的内质网应激-自噬轴,进而影响小胶质细胞活化,调控炎症因子的表达,而小胶质细胞的自噬是通过内质网应激的PERK途径而介导的。结论:脑缺血再灌注损伤后,PTP1B在小胶质细胞中的表达升高,应用PTP1B抑制剂能通过小胶质细胞中的PERK通路,调节小胶质细胞内质网应激-自噬信号轴,从而引起小胶质细胞活化下降,减轻局部炎症反应及神经细胞的凋亡,起到保护神经功能的作用。