Cathepsin K在急性缺血性脑损伤后rt-PA诱导出血转化中的作用及机制研究

摘要

（论文前三章）：
　　背景和目的：脑卒中的发病率和致残率均较高，rt-PA静脉溶栓是治疗急性缺血性脑卒中（acute ischemic stroke，AIS）的第一推荐手段，但该治疗存在发生出血转化（hemorrhagic transformation，HT）的风险，大大限制了其在临床上的应用。故此，寻求一种安全、有效的治疗手段来减轻rt-PA诱导的HT，改善患者的长期预后，是目前临床上亟待解决的热点问题之一。另有大量研究提示组织蛋白酶K（Cathepsin K，Ctsk）很可能作为缺血缺氧性疾病的一个重要治疗靶点，但其在rt-PA诱导HT中的作用目前尚未见报道。
　　方法：收集2012~2015年间我院AIS后静脉溶栓治疗的患者资料，对影响患者长期预后的因素进行Logistic多元回归分析。采用Ctsk+/+和Ctsk-/-小鼠建立rt-PA诱导HT的小鼠模型，研究并分析急性缺血性脑损伤后rt-PA诱导HT的分子机制，以及Ctsk在其中的作用及机制。
　　结果：2012~2015年间AIS后行rt-PA静脉溶栓治疗的患者共209例，经Logistic多元回归分析表明溶栓后HT中脑实质血肿（parenchymal hematoma，PH）的发生与患者的长期预后及死亡率均显著相关，且PH的有无与入院时的NIHSS评分和血低密度脂蛋白水平呈正相关。本研究成功在脑卒中模型的基础上建立了稳定的rt-PA诱导HT的小鼠模型，该模型不仅出血率高且稳定，还适合用于rt-PA诱导HT的机制研究。并率先表明了rt-PA诱导HT的产生与神经血管单元（neurovascular unit，NVU）功能障碍密切相关，且Akt/mTOR信号通路的失调介导了其BBB完整性的破坏。此外，该研究首次揭示了Ctsk在AIS后rt-PA诱导HT中的作用及机制：溶栓后有HT的患者血清内Ctsk的表达较无HT的患者处于较低水平，且rt-PA诱导的HT模型小鼠脑组织中Ctsk的表达也显著下调。当模型小鼠敲除Ctsk基因后，HT程度明显增加，这与其NVU损伤更为严重密切相关，即BBB的完整性破坏程度和凋亡神经元以及活化的小胶质细胞数量均显著增加。其中BBB的完整性破坏主要是由于Akt/mTOR信号通路被抑制，介导MMP-9和VEGF表达上调引起的。最终导致Ctsk-/-模型小鼠梗死体积、脑水肿体积增加，神经功能损伤更为严重。
　　结论：Ctsk在AIS后rt-PA诱导HT的产生中发挥着重要的作用，为Ctsk成为新的药物靶点，减轻rt-PA诱导的HT并改善长期预后提供了新的理论和实验依据。
　　（论文第四章）：
　　背景和目的：大量研究表明组织蛋白酶K（Cathepsin K，Ctsk）和干扰素β（interferon-β，IFN-β）可以通过调控破骨细胞（Osteoclasts，OC）的生成在维持骨质平衡中发挥着重要的作用。而类风湿关节炎（rheumatoid arthritis，RA）是一类以骨质代谢失衡为特征的自身免疫性疾病，目前尚没有彻底根治的手段。所以进一步明确 RA患者骨质代谢失衡的机制，及Ctsk和IFN-β在其中的调控作用，可以为减少RA患者的骨质损伤，降低其致残率提供新的治疗靶点。
　　方法：检测RA患者血清、滑膜液及关节骨组织中RANKL及Ctsk的表达水平。建立RA样动物模型（Collagen Antibody-Induced Arthritis，CAIA），研究并分析Ctsk和IFN-β在RA发病中的作用及机制。
　　结果：RA患者血清、滑膜液及关节骨组织中RANKL和Ctsk的表达均较高，表明破骨细胞生成的增加在RA的发病中具有重要的意义。Ctsk基因敲除后，CAIA模型小鼠的发病严重程度明显缓解，关节评分显著下调，同时在建模前后小鼠骨密度未发生变化，这很可能是因为Ctsk基因敲除后会降低 OC的表达，从而缓解模型小鼠骨质的损伤。同时研究结果还显示 CAIA模型小鼠关节骨组织中内源性 IFN-β表达显著降低，采用外源性IFN-β进行干预治疗后，模型小鼠的发病情况、关节炎症及软骨和骨质损伤的程度均显著下调，其具体分子机制主要是 IFN-β可以通过调控RANKL-c-FOS-IFN-β这一负反馈调节通路，增强对c-FOS分子的抑制，减少OC的生成，从而维持CAIA模型的骨质平衡。此外，在OC的体外培养中，IFN-β亦可以干预其生成。
　　结论：本研究表明Ctsk和IFN-β可以通过调控RANKL-c-FOS-IFN-β这一负反馈调节通路，在维持RA骨质平衡中发挥重要作用。此外本课题的前期工作中采用IFN-β干预RA患者结果显示部分患者有效，部分无效，且RA患者体内IFN-β的表达水平高低不等。提示在RA患者的治疗方式的选择上因注重个体化治疗，采用IFN-β药物干预治疗可能只适合用于体内IFN-β表达过低的RA患者。

目录

缩 略 词 表

绪论

第一章急性缺血性脑卒中静脉溶栓治疗的临床预后影响因素分析

1.1引 言

1.2材料和方法

1.3 实验结果

1.4小 结

1.5讨 论

第二章rt-PA诱导的HT小鼠模型的建立及机制研究

2.1引 言

2.2材料和方法

2.3实验结果

2.4 小 结

2.5 讨 论

第三章Cathepsin K在调控rt-PA诱导HT中的作用及机制

3.1 引 言

3.2 材料和方法

3.3 实验结果

3.4小 结

3.5 讨 论

第四章Cathepsin K及IFN-β调控CAIA小鼠骨质损伤的机制研究

4.1引 言

4.2材料和方法

4.3 实验结果

4.4 小 结

4.5 讨 论

全文小结

参考文献

致谢

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