Novel neurovascular protective mechanisms of PEDF after subarachnoid hemorrhage

摘要： 动脉瘤性蛛网膜下腔出血(SAH)是一种破坏力极强的出血性中风类型，发病率约为50%。 存活患者的死亡率和长期死亡率。1--4%最近，SAH研究中心的重点已经转移。 为预防早期脑损伤事件(EBI)，它包括SAH后发生的主要急性和初期事件，如颅内高度升高。 血压升高(ICP)，导致全球脑缺血，导致血液和脑屏障(BBB)中断，导致脑水肿和形成，导致神经元死亡。 细胞凋亡、炎症反应的激活和细胞的死亡是导致神经功能迟缓的原因之一。 SAH.5--8后病情恶化，导致死亡率上升，发病率上升。 色素上皮衍生生长因子(PEDF)是一种在多种组织中广泛表达的多功能糖蛋白。 包括大脑。9，14 PEDF减少了各种类型的神经细胞的凋亡率，包括神经元，14，18和成骨细胞24。 22同样，PEDF可降低眼科患者的血管通透性和黄斑水肿。 病理学。目前还没有相对有限的关于PEDF在中风后的重要作用的研究。 已有研究表明，在体外14，18周，对神经细胞存活有一定的保护作用，并可减轻脑缺血。 动物模型中的损伤。19-21岁PEDF可减轻寒冷诱导的脑损伤和短暂性脑损伤后的脑水肿。 在啮齿动物模型中存在缺血。20，21，42。然而，还没有充分探讨PEDF在SAH之后的重要作用。 此外，PEDF的主要神经血管和保护机制尚未得到深入研究。但这项新的提案将。 通过抗细胞凋亡素和血BBB阐明PEDF的神经血管保护机制。 在一种啮齿类动物的血管内穿孔和SAH模型中采用了保护性的血管通路。我们将按顺序确定这些途径。 内源性PEDF的作用，然后评估鼻腔给药的主要治疗效果。 重组的PEDF对SAH后的早期脑损伤有保护作用，特别是对神经元的凋亡和BBB的干扰将产生影响。 正在接受评估。此外，我们还将阐明PEDF受体基因(PEDF-telR)的下游信号通路。 这将有助于促进PEDF的抗凋亡机制和BBB的保护性机制。我们建议PEDF将不会被激活。 PEDF-­R/NPD1/ERK1/2-cRel途径可通过鼻腔重组PEDF减少神经细胞凋亡。 此外，PEDF激活PEDF-èR/Nrf2/HO-1信号通路也将有助于BBB的稳定。 在SAH之后，我们将敲除PEDF受体，并抑制这些途径，以进一步阐明PEDF--R的作用机制。 信号转导通路介导了细胞保护。 总体而言，这项新的提案将为PEDF的神经血管和保护机制提供新的见解。 此外，这项新的提案还将确立PEDF作为一个整体的鼻腔给药的有效保护作用。 潜在的治疗靶点是针对SAH后早期脑损伤的治疗。

ABSTRACT  Aneurysmal  subarachnoid  hemorrhage  (SAH)  is  a  devastating  type  of  hemorrhagic  stroke  with  50%  mortality and long-­term morbidity in surviving patients.1-­4 Recently, the focus of SAH research has been shifted  to early brain  injury  (EBI)  which  comprises the acute  initial  events after  SAH,  such  as  elevation  of  intracranial  pressure  (ICP),  global  ischemia,  blood  brain  barrier  (BBB)  disruption,  brain  edema  formation,  neuronal  apoptosis,  activation  of  inflammatory  and  cell  death  pathways  that  contribute  to  delayed  neurological  deterioration, leading to mortality and morbidity after SAH.5-­8  Pigment-­epithelium  derived  factor  (PEDF)  is  a  pluripotent  glycoprotein  expressed  in  various  tissues  including  the  brain.9,14  PEDF  reduced  apoptosis  in  various  types  of  cells  including  neurons,14,18  osteoblasts24  and  cardiomyocytes.22  Likewise,  PEDF  reduced  vascular  permeability  and  macular  edema  in  ophthalmologic  pathologies.37,41  There  have  been  relatively  limited  studies  on  the  role  of  PEDF  following  stroke.  PEDF  has  been  shown  to  have  protective  effects  on  neuronal  cell  survival  in  vitro14,18  and  attenuated  cerebral  ischemic  injury  in  rodent  models.19-­21  PEDF  reduced  brain  edema  following  cold-­induced  injury  and  transient  cerebral  ischemia  in  rodent  models.20,21,42  However,  the  role  of  PEDF  following  SAH  has  not  been  explored.  Furthermore,  the  neurovascular  protective  mechanisms  of  PEDF  have  not  been  studied.  This  proposal  will  elucidate  the  neurovascular  protective  mechanisms  of  PEDF  through  anti-­apoptotic  and  BBB  protective pathways in a rodent endovascular perforation SAH model. We will sequentially determine the  role  of  endogenous  PEDF  and  then  evaluate  the  therapeutic  benefits  of  intranasal  administration  of  recombinant PEDF against early brain injury after SAH, specifically neuronal apoptosis and BBB disruption will  be  evaluated.  Additionally,  we  will  elucidate  the  downstream  signaling  pathways  of  PEDF  receptor  (PEDF-­R)  that contribute to anti-­apoptotic and BBB protective mechanisms of PEDF. We propose that PEDF will activate  PEDF-­R/NPD1/Erk1/2-­cRel  pathway  that  reduces  neuronal  apoptosis  with  intranasal  recombinant  PEDF  administration.  Also,  PEDF  activation  of  the  PEDF-­R/Nrf2/HO-­1  pathway  will  contribute  to  BBB  stabilization  after SAH. We will knockdown PEDF receptor and inhibit the pathways to elucidate the mechanism of PEDF-­R  signaling pathway mediated protection.    Overall,  this  proposal  will  provide  novel  insights  into  neurovascular  protective  mechanisms  of  PEDF.  Additionally,  this  proposal  will  establish  the  protective  efficacy  of  intranasal  administration  of  PEDF  as  a  potential therapeutic target against early brain injury after SAH.