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第一部分:乙酰辅酶A羧化酶1(ACC1)调控缺血再灌注(I/R)脑损伤神经元存活的作用及机制研究。目的:缺血性脑卒中是高发病率、高致残性的急性脑血管疾病,目前,I/R脑损伤的机制一直是研究的重点内容。ACC1是脂肪酸代谢中的关键酶,能够催化生成Malonyl-CoA,其次还参与炎症反应。研究表明,ACC1能够通过促进外周炎症反应加重I/R脑损伤。然而,ACC1是否通过调控代谢直接影响缺血后的神经元存活,尚无报道。本部分课题旨在研究ACC1对氧糖剥夺再灌注(OGD/R)处理的神经元存活的影响及其机制。方法:对体外培养的小鼠皮质神经元、人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞系和小鼠神经母细胞瘤Neuro-2a(N2a)细胞系进行OGD/R处理以模拟I/R脑损伤中的神经元。使用TOFA抑制神经元中ACC1的活性;利用siRNA干扰,敲低SH-SY5Y细胞系和N2a细胞系ACC1的表达。通过蛋白质免疫印迹分析ACC1、pCREB、CREB的表达;通过CCK8检测细胞活力以评估细胞存活;通过酶联免疫吸附试验(ELISA)检测细胞内Malonyl-CoA水平。结果:ACC1在OGD/R损伤的神经元中呈现先下降后恢复的表达趋势。使用TOFA抑制ACC1的活性能够改善OGD/R损伤的神经元的细胞活力。抑制神经元ACC1活性或敲减ACC1的表达均能够降低细胞内Malonyl-CoA水平,且外源性补充Malonyl-CoA能够逆转抑制ACC1所产生的神经保护作用。此外,抑制ACC1的活性能够增强OGD/R损伤的神经元p-CREB的表达,而外源性补充Malonyl-CoA则进一步下调OGD/R损伤的神经元p-CREB的表达。结论:OGD/R处理后,神经元中ACC1表达降低,导致Malonyl-CoA水平降低,CREB的磷酸化水平升高,最终促进神经元的存活。本研究首次阐明脂代谢关键酶ACC1影响氧糖剥夺后神经元存活的作用及机制,首次揭示脂代谢中间产物Malonyl-CoA在氧糖剥夺神经元存活中的作用。研究成果为降低I/R脑损伤提供潜在的治疗靶点。第二部分:四甲基吡嗪(TMP)在缺血性脑损伤中的应用。目的:大脑中动脉阻塞引起的缺血性脑卒中导致大面积脑梗死,需通过去骨瓣减压术降低颅内压。去骨瓣减压术后,需通过硬脑膜移植物对破损的硬脑膜进行修补。然而,常见的硬脑膜移植物可能会导致硬膜外黏连和瘢痕组织的产生,并且没有进一步的神经保护作用。本部分课题旨在基于静电纺丝技术,以TMP、PLGA、壳聚糖(CS)为原料制备一种具有防黏连和神经保护作用的纳米纤维膜(NDM),以此作为硬脑膜移植物的潜在选择。方法:利用静电纺丝技术、EDC/NHS交联法和同轴静电纺丝技术,制备PLGA NDM、PLGA/CS NDM和PLGA/TMP/CS NDM。通过扫描电子显微镜(SEM)表征纳米纤维的形态,通过傅里叶红外光谱(FTIR)表征纳米纤维的化学结构。利用全波长酶标仪检测波长280 nm处NDM溶液及浸泡液的吸光度值,以计算TMP的负载率和缓释曲线。通过CCK8检测成纤维细胞及SH-SY5Y细胞系的细胞活力,通过乳酸脱氢酶(LDH)检测试剂盒检测SH-SY5Y细胞的LDH释放水平。利用鬼笔环肽-iFluor 488和DAPI染色观察成纤维细胞及SH-SY5Y细胞系的细胞形态。对成纤维细胞进行Ki-67和DAPI染色以分析成纤维细胞的增殖状态;对SH-SY5Y细胞系进行GAP43和DAPI染色以统计GAP43蛋白的表达。结果:SEM及FTIR结果显示,通过静电纺丝技术、同轴静电纺丝技术和EDC/NHS交联法成功制备了PLGA NDM、PLGA/TMP NDM和PLGA/CS NDM。PLGA/TMP NDM的TMP负载率为(57.95±2.46)%。体外释放实验显示TMP在前8 h发生突释,后平稳缓释至14 d,累计释放量约为80%。CCK8及鬼笔环肽-i Fluor 488和Ki-67染色结果表明,PLGA NDM和PLGA/CS NDM抑制成纤维细胞的增殖。SH-SY5Y细胞体外实验表明,PLGA/CS NDM和PLGA/TMP/CS NDM 1、4、7、14 d的浸泡液均促进OGD/R损伤的SH-SY5Y细胞的存活,且PLGA/TMP/CS NDM 7、14 d的浸泡液降低OGD/R损伤的SH-SY5Y细胞的LDH释放水平。PLGA/TMP/CS NDM 1、4、7、14 d的浸泡液均促进OGD/R损伤的SH-SY5Y细胞GAP43蛋白的表达,促进受损的神经突起结构的修复。结论:本研究基于静电纺丝技术制备的PLGA/TMP/CS NDM能够抑制成纤维细胞的增殖,促进OGD/R损伤的SH-SY5Y细胞的存活和GAP43蛋白的表达,促进受损神经突起结构的修复。PLGA/TMP/CS NDM一定程度上解决了TMP半衰期短、水溶性差等局限,具有防止硬膜外黏连和长效神经保护作用的潜力,有望成为硬脑膜移植物的潜在选择。