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多血管病与缺血性卒中临床结局的相关性及Sirtuin3对缺血性卒中神经保护作用的机制研究

田晔

多血管病与缺血性卒中临床结局的相关性及Sirtuin3对缺血性卒中神经保护作用的机制研究

田晔1
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作者信息

  • 1. 河北医科大学
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摘要

随着人口老龄化发展,卒中成为中国老年人死亡和功能障碍的最主要原因,其中超过80%为缺血性卒中(ischemicstroke,IS)。尽管目前采取了二级预防策略,卒中的复发率仍然很高。动脉粥样硬化是缺血性卒中的主要原因,累及到两个或两个以上血管床的动脉粥样硬化疾病被称为多血管病(polyvasculardisease,PolyVD),其最常见的表现形式为冠状动脉疾病(coronaryarterydisease,CAD)、脑血管疾病(cerebrovasculardisease,CVD)和外周动脉疾病(peripheralarterydisease,PAD)。与单血管床损伤患者相比,PolyVD患者发生严重心血管事件(majoradversecardiovascularevents,MACEs)的风险显著增加,并且这种风险随受累血管床数增加而增加。但在临床实践中CAD、CVD和PAD常常在专科分别管理,因此PolyVD往往评估不够充分。目前,关于PolyVD和急性缺血性卒中(acuteischemicstroke,AIS)或短暂性脑缺血发作(transientischemicattack,TIA)预后相关性的研究较少,且主要是针对西方人群的小样本研究。在中国AIS和/或TIA患者中PolyVD的相关危险因素以及PolyVD与卒中预后的关系尚不清楚。 动脉粥样硬化疾病的不良预后不仅受血管床损伤数量的影响,还与动脉粥样硬化斑块的稳定性密切相关。炎症被认为是动脉粥样硬化发生、发展的潜在危险因素,并且与IS患者斑块的不稳定性密切相关。白介素-6(Interleukin-6,IL-6)是一种上游炎症因子,在炎症反应过程中起着重要的作用,且与动脉粥样硬化的进展密切相关。尽管PolyVD和IL-6均被认为是IS不良结局的危险因素,但关于两者的综合效应数据有限。联合评估血管床损伤数量和斑块不稳定性是否可改善IS危险分层目前尚不清楚。 加强对IS不良预后相关危险因素的管理,是有效改善预后的重要举措。而早期恢复血管再通,挽救缺血半暗带,减轻缺血缺氧对神经元的损伤是IS治疗的关键。神经系统是高耗能系统,而线粒体在能量供应中起着关键作用,因此,在缺血性损伤中保持线粒体功能完整对于神经存活和功能正常至关重要,线粒体功能保护有望成为IS治疗的新靶点。线粒体生物发生和线粒体动力学(包括分裂和融合)是线粒体质量控制的两个重要方面,在维持线粒体稳态和功能正常中发挥着重要作用。Sirtuin3 (Sirt3)是一种主要位于线粒体的脱乙酰化酶,它主要通过减少活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)的产生和减轻氧化应激反应保护线粒体功能。有研究发现,Sirt3在神经退行性疾病中对线粒体质量控制起着重要调节作用,但是,在IS中,Sirt3与线粒体生物发生和线粒体动力学的相关性尚不清楚。 因此,本研究以期通过探究中国IS人群中PolyVD的相关危险因素以及与卒中不良结局的相关性,为可能的高危患者提供更多的关注并进一步改善卒中的危险分层。同时,通过动物模型和细胞模型探究Sirt3对IS的保护作用及可能的作用机制,为开发治疗IS的新型神经保护剂提供依据。 第一部分多血管病与急性缺血性卒中或短暂性脑缺血发作不良结局的相关性及相关危险因素 目的:本研究目的是探究在中国AIS或TIA患者中,PolyVD与卒中不良结局的相关性以及PolyVD的相关危险因素。 方法:本研究数据来自第三次中国国家卒中登记(ThirdChinaNationalStrokeRegistry,CNSR-Ⅲ)。根据病史和出院诊断将入组患者分为单血管疾病组和PolyVD组。应用Cox比例风险模型评估PolyVD与随访1年发生卒中复发、MACEs和全因死亡风险的相关性。采用多因素Logistic回归分析探究AIS或TIA患者中PolyVD的潜在危险因素。 结果:本研究纳入的14797名AIS或TIA患者中,22.00%患者患有PolyVD,其中2377(16.06%)名伴有CAD,679(4.59%)名伴有PAD,198(1.34%)名同时伴有CAD和PAD。在1年随访中,PolyVD与卒中复发(风险比(HR)1.13895%CI1.007-1.286)、MACEs(HR1.19795%CI1.065-1.346)和全因死亡(HR1.28795%CI1.059-1.563)风险增加独立相关。除年龄、性别、体重指数(bodymassindex,BMI)和传统心血管危险因素外,炎性标记物IL-6也是PolyVD的独立危险因素。 结论:PolyVD与AIS或TIA患者随访1年后卒中复发,MACEs和全因死亡风险增加相关。除了年龄、性别、BMI和传统心血管危险因素外,AIS或TIA患者的炎症标志物IL-6水平也与PolyVD风险显著相关。因此,需要国家层面的诊疗策略来提高对AIS或TIA患者伴有PolyVD的认识和管理。 第二部分多血管病和白介素-6水平升高与急性缺血性卒中或短暂性脑缺血发作不良结局的相关性 目的:本研究目的是探究PolyVD和升高的IL-6对AIS或TIA患者不良预后的联合效应。 方法:本研究数据来自于CNSR-III。PolyVD定义为同时伴有CAD和/或PAD的AIS或TIA患者。根据血管床受累数(non-PolyVD或PolyVD)和IL-6水平(IL-6lt;2.64pg/mL或IL-6≥2.64pg/mL)将患者分为四组。主要终点为随访1年中卒中复发,次要终点为MACEs、全因死亡和不良功能预后(mRS3-6)。应用Cox风险比例模型评估PolyVD和IL-6的联合作用与IS不良预后的相关性。 结果:共10773名检测IL-6水平且随访1年的患者纳入本研究。在随访1年时,卒中复发、MACEs、全因死亡和不良功能预后的累积发生率分别为9.87%,10.44%,3.43%,13.26%。与non-PolyVD伴IL-6lt;2.64pg/ml组患者相比,PolyVD伴IL-6≥2.64pg/ml的患者卒中复发(HR1.290;95%CI1.058-1.572)、MACEs(HR1.389;95%CI1.148-1.680)、全因死亡(HR3.116;95%CI2.180-4.452)和不良功能结局(HR1.743;95%CI,1.430-2.124)风险最高。 结论:PolyVD和IL-6水平升高对AIS或TIA患者随访1年的卒中复发、MACEs、全因死亡和不良功能预后风险增加具有综合效应。与单独应用PolyVD或IL-6相比,二者联合显著增加了卒中风险分层效率。 第三部分Sirtuin3通过调节线粒体生物发生和动力学介导缺血性卒中后神经保护作用 目的:本研究目的是观察IS对线粒体质量控制的影响,并在体内和体外模型中研究Sirt3对IS后神经保护作用的潜在机制。 方法:建立小鼠大脑中动脉闭塞(middlecerebralarteryocclusion,MCAO)的体内模型和小鼠海马神经元细胞系(HT22)的氧葡萄糖剥夺(oxygen-glucosedeprivation,OGD)体外模型。通过激光散斑对比成像系统测量脑血流变化。通过TTC染色评估脑梗死面积。应用神经功能缺损评分和转棒实验评估神经功能。HE染色和透射电镜观察神经元和线粒体形态。使用qRT-PCR方法检测mtDNA拷贝数。线粒体生物发生和线粒体动力学相关蛋白采用蛋白免疫印迹法和免疫荧光染色进行测定。 结果:MCAO后神经元和线粒体损伤,脑血流量减少。mtDNA拷贝数和线粒体生物发生相关蛋白均降低,线粒体分裂和融合的平衡被打破。由于Sirt3能够调节线粒体蛋白,因此我们通过慢病毒转染来过表达Sirt3。在OGD模型中,过表达Sirt3后,随着mtDNA拷贝数,线粒体生物发生相关蛋白PGC-1α、NRF-1、ERRα、Tfam,线粒体融合蛋白MFN-1、MFN-2的增加,细胞活力得到改善。同时通过pDRP-1(Ser637)蛋白增加抑制线粒体分裂。在MCAO模型中应用Sirt3激动剂Honokiol(HKL)治疗,通过恢复线粒体质量控制可以减小梗死体积,改善神经功能。 结论:Sirt3通过促进线粒体生物发生和维持线粒体动力学平衡来保护神经元免受缺血性损伤。这可能为开发治疗缺血性卒中的新型神经保护剂提供依据。

关键词

急性缺血性卒中/多血管病/白介素-6/脱乙酰化酶/线粒体/神经保护

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授予学位

博士

学科专业

神经病学

导师

郭力

学位年度

2021

学位授予单位

河北医科大学

语种

中文

中图分类号

R74
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