Nrf2/Bach1-HO1通路调控内皮细胞功能在梯形波胸外心脏按压减轻心肺复苏脑损伤中的作用与机制研究
批准号:
82072135
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
曹钰
依托单位:
学科分类:
心肺复苏
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
曹钰
中文摘要
心脏骤停(CA)是急性死亡的重要死因,提高胸外心脏按压质量降低CA死亡率是亟待解决的世界性难题。近年发现,梯形波胸外心脏按压增加颈动脉血流量、流速,改善脑灌注的效果优于正弦波,但其能否和如何减轻全脑缺血再灌注损伤(GCIRI)尚不完全清楚。课题组近期已发表研究发现,与传统手动按压、正弦波、三角波机械按压相比,梯形波胸外心脏按压明显减轻心肌缺血再灌注损伤,增加冠脉灌注压。预实验结果进一步发现,梯形波胸外按压明显增加大脑皮质Nrf2水平,提示梯形波胸外心脏按压通过降低Bach1竞争性抑制Nrf2的抗氧化/硝化应激作用,调控脑微血管内皮细胞(BMEC)功能,减轻GCIRI。本研究拟采用DCE-MRI、基因敲除等技术,从动物、细胞、分子水平,阐明梯形波胸外心脏按压调控BMEC功能而减轻GCIRI进一步保护神经细胞的机制,为改变心肺复苏按压模式而减轻GCIRI提供实验依据。
英文摘要
Cardiac arrest (CA) is an important cause of acute death. Improving the quality of chest compression to reduce CA mortality is a worldwide difficulty that needs to be solved promptly. In recent years, it has been found that the effect of trapezoidal wave chest compression on increasing carotid arterial blood flow volume and velocity, and improving cerebral perfusion is better than that of sinusoidal wave. However, whether and how it can reduce global cerebral ischemia-reperfusion injury (GCIRI) is not completely clear. A recently published study by our research group found that compared among traditional manual compression, sinusoidal wave and triangular wave mechanical compressions, trapezoidal wave chest compression significantly reduced heart ischemia reperfusion injury and increased. The preliminary experiment results further found that trapezoidal wave chest compression significantly up-regulated the expression of Nrf2 in brain, suggesting that trapezoidal wave chest compression may inhibit oxidative / nitrative stress reactions, regulate brain microvascular endothelial cell (BMEC) function, and reduce GCIRI through Nrf2 protection pathway (such as Nrf2/Bach1-HO1). This study intends to apply DCE-MRI, color Doppler ultrasound, gene knockout and other technologies to elucidate the mechanism, from the animal, cellular and molecular levels, of trapezoidal wave chest compression to regulate BMEC function and reduce GCIRI to further protect neurons, thereby providing experimental evidence of changing cardiopulmonary resuscitation compression mode to reduce GCIRI.
心脏骤停(CA)每年导致全球数百万人死亡,尽管心肺复苏(CPR)可使30~40%的患者恢复自主循环(ROSC),但超过半数的ROSC患者因全脑缺血再灌注损伤(IR)而面临严重的长期神经功能障碍。提高胸外按压质量是改善CPR成功率和预后的关键,但现有按压方式成效有限。本研究提出“梯形波胸外按压”新方式,系统评估其在改善复苏质量和神经功能预后中的作用及机制。研究主要成果包括:(1)梯形波按压显著提高复苏成功率和7天生存率,并改善神经功能评分,显示其在短期预后中的优势;(2)梯形波按压有效改善脑微循环灌注,包括提高总血管密度(TVD)和灌注血管密度(PVD),并降低微循环异质性;(3)梯形波按压通过调控Cleaved-Caspase 3、Bax和Bcl-2等凋亡相关蛋白,降低神经元凋亡率,减轻脑损伤;(4)梯形波按压改善血脑屏障(BBB)功能,表现为降低BBB通透性及胞吞作用,提高紧密连接蛋白表达;(5)梯形波按压下调活性氧(ROS)水平及炎症因子(如eNOS、VCAM1),有效缓解炎症反应。本研究进一步揭示了Nrf2和Bach1信号通路在不同按压方式中的关键作用:(1)正弦波按压通过激活脑微血管内皮细胞Bach1信号通路,加重脑损伤,包括ROS升高、紧密连接蛋白下调及炎症因子表达增加。敲除或沉默Bach1显著改善了血脑屏障功能和脑微循环,并减轻认知功能障碍;(2)梯形波按压通过激活脑微血管内皮细胞和神经元Nrf2信号通路,上调抗氧化蛋白表达,增强ROS清除能力,显著减轻神经元凋亡。Nrf2抑制剂ML385验证了Nrf2在梯形波按压神经保护作用中的核心地位。本研究首次证明梯形波胸外按压在提高CPR质量和改善神经功能预后中的优越性,揭示其通过激活Nrf2信号及抑制Bach1信号保护脑组织的机制,为优化心肺复苏技术和干预策略提供了创新思路,具有重要科学意义和临床应用价值。
基于多组学时序性图神经网络的血栓-炎症模型在急性主动脉夹层早期诊断和危险分层中的机制研究与转化
-
批准号:--
-
项目类别:--
-
资助金额:61万元
-
批准年份:2022
-
负责人:曹钰
-
依托单位:
Integrinβ3-(BMEC-sEV)-Nrf2介导脑微血管内皮细胞源性细胞外微囊泡双重调控CA-CPR-ROSC后神经元功能的机制研究
-
批准号:82272241
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:52万元
-
批准年份:2022
-
负责人:曹钰
-
依托单位:
基于多组学时序性图神经网络的血栓—炎症模型在急性主动脉夹层早期诊断和危险分层中的机制研究与转化
-
批准号:82241060
-
项目类别:专项项目
-
资助金额:62.00万元
-
批准年份:2022
-
负责人:曹钰
-
依托单位:
脂联素通过调控Nrf2-ARE-HMGB1通路保护心肺复苏后的血脑屏障的机制研究
-
批准号:81772037
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:56.0万元
-
批准年份:2017
-
负责人:曹钰
-
依托单位:
脂联素干预ROS/RNS生成对心肺复苏后脑损伤的影响及其机制研究
-
批准号:81471836
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:72.0万元
-
批准年份:2014
-
负责人:曹钰
-
依托单位:
脂连素干预百草枯介导的急性氧化应激反应的作用与其作用机制研究
-
批准号:30900493
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:21.0万元
-
批准年份:2009
-
负责人:曹钰
-
依托单位:
国内基金
海外基金