内质网应激调控蛛网膜下腔出血后神经元自噬的机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81400951
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0906.脑血管结构、功能异常及相关疾病
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Subarachnoid hemorrhage(SAH) is a devastating disease with high mortality and significant morbidity among patients. Early brain injury following SAH is considered as the primary cause of poor outcome after SAH and remains no effective therapy. Autophagy is a homeostatic process that involves the sequestration of cytoplasmic components in double-membraned autophagosomes. Autophagy acts as a survival mechanism under conditions of stress, maintaining cellular integrity by regenerating metabolic precursors and clearing subcellular debris. Our previous study have demonstrated that autophagy activation is associated with neuroprotection against apoptosis in a rat model of SAH. However, the exact molecular mechanism of that still remains obscure. Endoplasmic reticulum (ER) stress participates in a arrange of neurological diseases, but whether and how ER stress is involved in the pathogenesis of autophagy activation after SAH remains unknown. Our preliminary inspections showed that ER stress was strongly activated in the process of autophagy in SAH rat model, and specific ER stress inhibitor, TUDCA,could significantly suppressed the progression of autophagy and aggravated brain injury. Therefore, we hypothesize that enhanced ER stress following SAH could triggers autophagy and finally promotes cell survival. This study was undertaken to investigate the role and the mechanisms of ER stress PERK-eIF2a-ATF4 pathway in autophagy activation following SAH in both animal and cellular levels, and thus to provide a new target for SAH prevention and treatment.
蛛网膜下腔出血(SAH)是一种严重危害人民健康的疾病,它引发的早期脑损伤是其首要的致病机制,但目前仍缺乏有效的干预手段。自噬是细胞内溶酶体依赖的物质降解过程,它对维持细胞自稳态、应对内外环境刺激具有重要意义。我们前期研究发现,自噬的激活可通过抑制凋亡等途径显著缓解SAH后早期脑损伤,但其激活调控机制尚不明确。内质网应激广泛参与许多神经系统疾病的发生发展,但未有报道其与SAH后神经元自噬间的联系及机制。我们最新研究发现内质网应激在SAH后神经元自噬过程中显著激活,且内质网应激抑制剂TUDCA可显著降低SAH后神经系统自噬水平,加重早期脑损伤。因此我们将围绕内质网应激PERK-eIF2a-ATF4通路,利用SAH模型大鼠和原代神经元细胞,采用药物抑制与激活、免疫印迹、RNA干扰等技术,从体内、体外两个层面,阐明该通路对SAH后神经元自噬的作用和机制,为临床治疗SAH提供新思路和理论依据。

结项摘要

蛛网膜下腔出血(SAH)是一种严重危害人民健康的疾病,它引发的早期脑损伤是其首要的致病机制,但目前仍缺乏有效的干预手段。自噬是细胞内溶酶体依赖的物质降解过程,它对维持细胞自稳态、应对内外环境刺激具有重要意义。我们前期研究发现,自噬的激活可通过抑制凋亡等途径显著缓解SAH后早期脑损伤,但其激活调控机制尚不明确。内质网应激广泛参与许多神经系统疾病的发生发展,但未有报道其与SAH后神经元自噬间的联系及机制。我们最新研究发现内质网应激在SAH后神经元自噬过程中显著激活,且内质网应激抑制剂TUDCA可显著降低SAH后神经系统自噬水平,加重早期脑损伤。因此我们围绕内质网应激PERK-eIF2a-ATF4通路,利用SAH模型大鼠,采用药物抑制与激活、免疫印迹、RNA干扰等技术,探索该通路对SAH后神经元自噬的作用与具体机制。研究结果发现,SAH大鼠模型建立后,内质网应激PERK-eIF2a-ATF4通路显著激活,并于SAH后72小时到达高峰。PERK蛋白主要表达于神经元细胞中。激活的PERK蛋白可显著促进神经细胞凋亡,加重SAH大鼠神经功能障碍。应用PERK特异性抑制剂GSK2606414后,可显著提高抗凋亡因子Bcl-2的表达,降低促凋亡因子Bax, caspase-3的水平,减少神经元凋亡,改善SAH大鼠神经功能障碍。与此同时, GSK2606414可显著减轻SAH大鼠脑水肿,减少SAH大鼠脑组织中Evans blue 染料的渗出,提高血脑屏障紧密连接蛋白ZO-1、Occludin、Claudin5的表达水平,缓解SAH大鼠血脑屏障的破坏。进一步的机制研究显示,GSK2606414的神经保护作用主要通过激活Akt通路而实现,抑制Akt可显著逆转GSK2606414的神经保护作用。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Pharmacological Inhibition of PERK Attenuates Early Brain Injury After Subarachnoid Hemorrhage in Rats Through the Activation of Akt
PERK 的药理抑制通过激活 Akt 减轻大鼠蛛网膜下腔出血后的早期脑损伤
  • DOI:
    10.1007/s12035-016-9790-9
  • 发表时间:
    2017-04-01
  • 期刊:
    MOLECULAR NEUROBIOLOGY
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Yan, Feng;Cao, Shenglong;Chen, Gao
  • 通讯作者:
    Chen, Gao
Progesterone alleviates acute brain injury via reducing apoptosis and oxidative stress in a rat experimental subarachnoid hemorrhage model
黄体酮通过减少大鼠实验性蛛网膜下腔出血模型中的细胞凋亡和氧化应激来减轻急性脑损伤
  • DOI:
    10.1016/j.neulet.2015.06.023
  • 发表时间:
    2015-07-23
  • 期刊:
    NEUROSCIENCE LETTERS
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Cai, Jing;Cao, Shenglong;Dai, Yuying
  • 通讯作者:
    Dai, Yuying
ErbB4 protects against neuronal apoptosis via activation of YAP/PIK3CB signaling pathway in a rat model of subarachnoid hemorrhage
ErbB4 通过激活 YAP/PIK3CB 信号通路在大鼠蛛网膜下腔出血模型中防止神经元凋亡
  • DOI:
    10.1016/j.expneurol.2017.07.014
  • 发表时间:
    2017-11-01
  • 期刊:
    EXPERIMENTAL NEUROLOGY
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Yan, Feng;Tan, Xiaoxiao;Zhang, John H.
  • 通讯作者:
    Zhang, John H.
Melatonin attenuates neurogenic pulmonary edema via the regulation of inflammation and apoptosis after subarachnoid hemorrhage in rats
褪黑激素通过调节大鼠蛛网膜下腔出血后的炎症和细胞凋亡减轻神经源性肺水肿
  • DOI:
    10.1111/jpi.12278
  • 发表时间:
    2015-11-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF PINEAL RESEARCH
  • 影响因子:
    10.3
  • 作者:
    Chen, Jingyin;Qian, Cong;Chen, Gao
  • 通讯作者:
    Chen, Gao

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  • 通讯作者:
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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

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          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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