IL-6/sIL-6R信号通路在术后中枢神经炎症和认知功能障碍中的作用研究
批准号:
81901086
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
21.0 万元
负责人:
胡军
依托单位:
学科分类:
H0902.意识障碍与认知功能障碍
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
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中文摘要
认知功能障碍是术后常见的中枢神经系统并发症,伴有社会活动能力减退,严重影响患者预后,其患病机制之一是手术创伤诱发的中枢神经炎症。本课题组前期研究证实,IL-6是外周创伤诱导中枢神经炎症和认知功能障碍的必要和充分条件,同时伴有中枢内sIL-6R表达增加和小胶质细胞活化,提示IL-6/sIL-6R信号通路和小胶质细胞的激活可能是外周创伤诱导中枢炎症和认知功能障碍的重要途径。基于大量的前期工作,提出以下假设:IL-6通过IL-6/sIL-6R信号通路刺激小胶质细胞向M1型极化,参与介导神经元损伤,从而诱导神经炎症和认知功能下降。本项目将运用小鼠在体去小胶质细胞、小胶质细胞和海马神经元共培养等技术,在外周创伤和IL-6诱导的小鼠认知功能障碍模型上,系统阐述IL-6通过IL-6/sIL-6R信号通路激活小胶质细胞诱导神经炎症发生的细胞分子机制,为临床防治措施的改进和新药物的研发提供神经物学依据。
英文摘要
Post-operative Cognitive Decline is a common postoperative complication accompanied by diminished social activities, and seriously influences the recovery of patients. An important mechanism underlying such morbidity is the neuroinflammation caused by surgical trauma. Our team confirmed that cytokine IL-6 is a necessary and sufficient condition for peripheral trauma-induced central inflammation and cognitive decline with increased expression of sIL-6R in the central nervous system and activation of microglia, suggesting the IL-6/sIL-6R signaling pathway and microglial activation may be essential for peripheral trauma-induced neuroinflammation and Cognitive Decline. Based on a large number of previous studies, our group proposed the following hypothesis: IL-6 activates microglia to M1-like polarization through IL-6/sIL-6R signaling pathway and is involved in mediating neuronal damage and thus neuroinflammation. Using the models of peripheral trauma and IL-6-induced Cognitive Decline, we will systematically elucidate the molecular mechanism of microglial activation and neuroinflammation mediated by IL-6/sIL-6R signaling pathway exploit with the techniques of in vivo microglia elimination and co-culture of microglia and hippocampal neurons, and so on. This study will provide the neurobiological basis for the improvement of clinical therapeutic measures and the development of new drugs.
围术期神经认知功能失调(PND)的发生与脑内IL-6 表达增加有关。然而,关于Trans-signaling是如何参与中枢炎症和介导动物行为学变化并没有被完全揭示。本项目探讨了IL-6 Trans-signaling在神经炎症与认知障碍中的作用并揭示小胶质细胞旁分泌的sIL-6R,通过对CA1锥体神经元的调控介导了PND的发生。主要结果包括:1. 在手术和外周给予IL-6后小鼠的场景恐惧记忆能力下降,并且伴有小鼠的海马中IL-6表达增加,脑脊液sIL-6R的含量也增加;2. 侧脑室直接中枢给予IL-6也可导致小鼠的场景恐惧记忆能力下降,在手术和中枢给予IL-6后还伴有海马CA1区pSTAT3阳性细胞数增加;3. 在中枢使用IL-6R非特异性阻断剂BE0047,可以阻断手术创伤和IL-6导致的场景恐惧记忆能力下降;4. 特异性敲除小鼠 CA1区神经元的Classic-signaling,手术和中枢给予IL-6后还可诱发小鼠场景恐惧记忆能力下降,并伴有神经元的pSTAT3表达增加;5. 特异性敲除小胶质细胞IL-6Rα后,阻断Trans-signaling,手术创伤可诱导小鼠的场景恐惧记忆下降和CA1区神经元的pSTAT3表达增加,而IL-6不能引起场景恐惧记忆和pSTAT3表达的变化;6. 对IL-6R-/-小鼠,在中枢使用Hyper IL-6可导致小鼠的场景恐惧记忆能力下降和CA1区pSTAT3阳性细胞数增加,而手术和IL-6并不能诱发这一现象;7. 在中枢使用IL-6 Trans-signaling特异性阻断剂sgp130,可以阻断手术创伤和IL-6导致的场景恐惧记忆能力下降及CA1区神经元的pSTAT3表达增加;8. 特异性敲除CA1神经元IL-6 Trans-signaling后,手术创伤、中枢给予IL-6或者Hyper IL-6都不能诱导小鼠的场景恐惧记忆能力下降和神经元的pSTAT3的上调。我们的研究结果直接显示了海马CA1区神经元的IL-6 Trans-signaling在外周创伤导致的场景恐惧记忆中的关键调控作用,验证了我们在临床研究中提出的IL-6 Trans-signaling可能参与术后谵妄的机制假说,为认识IL-6调控的神经炎症在PND在的潜在分子提供了新的视角,为将来开发相关神经精神疾病的治疗手段提供了新的靶点。
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Interleukin-6 trans-signalling in hippocampal CA1 neurones mediates perioperative neurocognitive disorders in mice
海马 CA1 神经元中的白细胞介素 6 反式信号传导介导小鼠围术期神经认知障碍
DOI:10.1016/j.bja.2022.08.019
发表时间:2022-12-01
期刊:BRITISH JOURNAL OF ANAESTHESIA
影响因子:9.8
作者:Hu, Jun;Zhang, Yu;Maze, Mervyn
通讯作者:Maze, Mervyn
Longitudinal Profiling of Plasma Cytokines and Its Association With Postoperative Delirium in Elderly Patients Undergoing Major Lower Limb Surgery: A Prospective Observational Study
接受下肢大手术的老年患者血浆细胞因子的纵向分析及其与术后谵妄的关系:一项前瞻性观察研究
DOI:10.1213/ane.0000000000006250
发表时间:2022-10
期刊:Anesthesia & Analgesia.
影响因子:--
作者:Zhang Yu;Hu Jun;Zuo Weiguang;He Pei;Xue Qi;Feng Xiaomei;Zhang Ye;Mervyn Maze
通讯作者:Mervyn Maze
DOI:10.3760/cma.j.cn131073.20220126.00305
发表时间:2022
期刊:中华麻醉学杂志
影响因子:--
作者:张宇;孙美艳;胡军;张野
通讯作者:张野
DOI:10.1097/eja.0000000000001382
发表时间:2021-03-01
期刊:EUROPEAN JOURNAL OF ANAESTHESIOLOGY
影响因子:3.6
作者:Hu, Jun;Zhu, Mudan;Maze, Mervyn
通讯作者:Maze, Mervyn
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