丰富环境促进缺血再灌注性脑损伤后神经功能重塑的线粒体机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    81601961
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    17.0万
  • 负责人：
    余克威
  • 依托单位：
    复旦大学
  • 学科分类：
    H2001.康复治疗与康复机制
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Numerous studies have indicated that enriched environment could stimulate brain plasticity and functional recovery after cerebral ischemia-reperfusion injury. Neuroplasticity is a form of life activities，and it needs essential energy. Our previous studies have shown that enriched environment could promote angiogenesis and blood flow in the surrounding ischemic cortex，and neural function outcomes are positively correlated with post-ischemia angiogenesis. Focal angiogenesis could provide sufficient oxygen and nutrition for cerebral reconstruction， but mitochondrial is the basic structure for energy production. Therefore, we hypothesized that mitochondria may play an important role in the recovery of neural function after cerebral ischemia-reperfusion injury. The project will study the role of mitochondria in enriched environment induced repairing mechanisms of the brain. We will analyze enriched environment induced changes in mitochondrial biogenesis and function after cerebral ischemia-reperfusion injury, and the biosynthesis of mitochondrial protein. Antisence oligonucleotides technology will be used to confirm that enriched environment improve brain plasticity and functional recovery from cerebral ischemia induced injury via regulation of mitochondrial biogenesis and function. we will demonstrate the signal way of PGC-1α-NRF-1α/NRF-2-TFAM in promoting mitochondrial biogenesis from both positive and negative. The progress of this study is expected to further clarify the mechanisms of enriched environment in promoting neural plasticity for ischemic stroke treatment.
大量的研究表明丰富环境康复训练可以增强缺血再灌注脑损伤后的神经可塑性。神经可塑性是机体的一种生命活动形式，其需要最基本的能量支持。我们研究表明丰富环境可促进缺血皮层周边区的血管新生和血流重建，且脑功能的改善与血管新生成正相关关系。血流的恢复为能量的生成提供最基本的物质保证，而制造能量的线粒体是此过程中最基本的结构保证。因此，我们推测线粒体在脑功能修复过程中可能发挥重要作用。故本项目拟从线粒体角度阐明丰富环境促进缺血再灌注脑损伤修复机制。观察丰富环境对缺血再灌注脑损伤后线粒体结构和功能的改善；检测线粒体生物合成相关蛋白，通过反义寡核苷酸技术抑制丰富环境诱导线粒体生物合成的标志性基因PGC-1α的表达，从正、反两方面验证PGC-1α—NRF-1/NRF-2—TFAM通路在丰富环境中促进缺血再灌注脑损伤后脑功能修复的线粒体机制，为进一步完善丰富环境对缺血再灌注脑损伤后神经可塑性机制提供实验依据。

结项摘要

缺血性脑卒中后存活下来的患者中约80%存在运动等神经功能障碍,严重影响其日常生活能力及生活质量，并且给家庭和社会带来沉重负担。大量的研究证实，丰富环境(Enriched Environment, EE)康复训练可有效促进缺血再灌注脑损伤后运动等神经功能修复。结合国内外文献及我们课题组前期工作基础已证实丰富环境康复训练可以促进缺血再灌注脑损伤后缺血皮层周边区血管的新生以及血流的重建，以及有助于神经功能的修复，但血管新生和血流重建与脑功能的修复是如何衔接，其机制尚待进一步阐明。.我们通过此项目研究丰富环境康复训练对缺血再灌注脑损伤后神经功能的修复情况，以及对线粒体生物合成及形态结构、功能的影响，检测了与线粒体生物合成相关蛋白的PGC-1α、NRF-1、NRF-2和TFAM蛋白，并通过反义寡核苷酸技术抑制丰富环境诱导线粒体生物合成的标志性基因PGC-1α的表达，从正、反两方面验证PGC-1α—NRF-1/NRF-2—TFAM通路在丰富环境中促进缺血再灌注脑损伤后神经功能恢复的线粒体机制。.丰富环境康复训练促进了缺血再灌注脑损伤后大鼠运动平衡功能、空间学习记忆功能的修复；丰富环境增加了缺血周边区线粒体数量，并增强了其线粒体功能；证实了丰富环境康复训练是通过PGC-1α—NRF-1/NRF-2—TFAM信号通路调节线粒体生物合成。.透射电子显微镜下观察了线粒体超微结构及数量，显示丰富环境康复训练可以明显增加缺血周边皮层的线粒体数量；丰富环境康复训练增强线粒体呼吸链复合酶活I-IV活性及ATP酶活性。丰富环境康复训练上调了PGC-1α，NRF-1，NRF-2，TFAM各关键蛋白的表达水平，且TFAM蛋白水平与线粒体数量成相关性。注射PGC-1α反义寡核苷酸大鼠的运动功能明显下降，缺血周边区线粒体数量减少，线粒体呼吸链复合酶活I-IV活性及ATP酶活性明显下降。.本研究明确了PGC-1α—NRF-1/NRF-2—TFAM信号通路在丰富环境中促进缺血再灌注脑损伤后神经功能恢复的线粒体机制，进一步提供了理论依据证实丰富环境可作为脑缺血后的康复治疗策略。.综上，我们得出结论：丰富环境康复训练可以促进缺血皮层周边区线粒体的生物发生并改善线粒体功能，从而发挥脑保护作用。

项目成果

期刊论文数量（3）
专著数量（0）
科研奖励数量（2）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Changes in Mitochondria-Associated Protein Expression and Mitochondrial Function in Response to 2 Weeks of Enriched Environment Training After Cerebral Ischaemia-Reperfusion Injury
脑缺血再灌注损伤后两周丰富环境训练后线粒体相关蛋白表达和线粒体功能的变化
  • DOI：
    10.1007/s12031-019-01428-3
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Journal of Molecular Neuroscience
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    Yu Kewei;Kuang Shenyi;Wang Chuanjie;Wang Yuyang;Liu Gang;Xie Hongyu;Jiang Congyu;Wu Junfa;Wang Nianhong;Wu Yi
  • 通讯作者：
    Wu Yi
创伤性脑损伤后康复治疗联合药物治疗对 线粒体功能恢复的研究进展
  • DOI：
    10.3969/j.issn.1001-1242.2018
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    中国康复医学杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    古丽加克拉·艾山;余克威;朱玉连
  • 通讯作者：
    朱玉连
An enriched environment promotes the expression of fibronectin type III domain-containing protein 5 and brain-derived neurotrophic factor in the cerebral cortex of the ischemic mouse brain
丰富的环境促进缺血小鼠大脑皮质中含纤连蛋白III型结构域的蛋白5和脑源性神经营养因子的表达
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Neural Regeneration Research
  • 影响因子：
    6.1
  • 作者：
    Kewei Yu;Chuanjie Wang;Yi Wu;Yuyang Wang;Nianhong Wang;Shenyi Kuang;Gang Liu;Hongyu Xie;Congyu Jiang;Junfa Wu
  • 通讯作者：
    Junfa Wu

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其他文献

丰富环境对缺血再灌注性脑损伤大鼠神经功能修复的实验研究
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    康复学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    余克威;吴毅;谢鸿宇;刘罡;吴军发
  • 通讯作者：
    吴军发

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余克威的其他基金

基于丰富环境调控线粒体动力学在缺血性脑损伤中的神经功能重塑机制研究
  • 批准号：
    82072547
  • 批准年份：
    2020
  • 资助金额：
    55 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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