以Nrf2为靶点预防慢性间歇低氧和睡眠片段化所致认知损害的作用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81870073
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    56.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0110.睡眠呼吸障碍与呼吸调控
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Obstructive sleep apnea hypopnea syndrome (OSAHS) is a severe disease that causes central nervous system impairment and cognition dysfunction in children. Chronic intermittent hypoxia(CIH) and sleep fragmentation(SF) are considered as the important mechanism in the cognitive impairment. In our previous studies, we have successfully established animal model of chronic intermittent hypoxia (CIH) as tools for study of OSAHS. We have demonstrated that endoplasmic reticulum stress (ERS) mediated cell apoptosis may be one of the underlying mechanisms of cognitive dysfunction in CIH. Previous study also showed that ERS plays an important role in cognition dysfunction associated with SF. It has been indicated that the nuclear factor-erythroid 2-related factor (Nrf2) is a transcription factor that plays a crucial role in the cellular redox homeostasis and anti-ERS damage through up-regulation of several antioxidants and detoxifying enzymes. Based on these findings, we hypothesize that Nrf2 is a potential therapeutic target for the prevention of cognitive dysfunction associated with CIH and SF. Sulforaphane(SFN), a major inducer of Nrf2 that can activate Nrf2 and protect the neurons from ERS mediated damage. To test our hypothesis, we construct CIH and SF model by using neuron-specific Nrf2 knockout and overexpression transgenic mice to detect the effect of SFN in ERS- induced apoptosis. Three specific aims are proposed as below; ① To determine the effect of PERK/Nrf2 signalinginpreventing CIH and SF-associated cognitive dysfunction; ② To examine whether the PERK/Nrf2 and PERK/eIF2α signal pathway alleviate neuronal damage caused by ERS in a synergistic way; ③ To verify whether SFN can prevent CIH and SF-associated cognitive dysfunction. The results of this project may provide scientific evidences for using Nrf2 as a therapeutic target to prevent cognitive dysfunction in OSAHS children.
儿童阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)可造成脑神经功能损害而致认知功能障碍。既往研究表明慢性间歇性低氧(CIH)和睡眠片段化(SF)是引起这种损伤的重要机制。课题组前期通过建立CIH小鼠模型,发现内质网应激(ERS)相关的细胞凋亡是认知损害机制之一,也有研究表明ERS在SF认知损害中起重要作用。而核因子E2相关因子2(Nrf2)在调节机体氧化-还原平衡和抗ERS损伤中起着关键的作用。据此,我们提出假设:Nrf2是预防CIH和SF所致认知损害的有效靶点,采用Nrf2激动剂上调Nrf2的功能,增强其下游抗内质网应激信号,能有效防止神经细胞损伤。本研究使用Nrf2诱导剂萝卜硫素(SFN)激活Nrf2,探讨其在预防神经细胞ERS损伤,改善认知损害的可行性,利用CIH和SF动物与细胞模型,以神经元特异性Nrf2基因敲除和过表达转基因小鼠为研究手段,解析SFN预防神经细胞ERS损伤的机制。

结项摘要

儿童阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)可造成脑神经功能损害而致认知功能障碍。既往研究表明慢性间歇性低氧(CIH)和睡眠片段化(SF)是引起这种损伤的重要机制。课题组前期通过建立CIH小鼠模型,发现内质网应激(ERS)相关的细胞凋亡是认知损害机制之一,也有研究表明ERS在SF认知损害中起重要作用。而核因子E2相关因子2(Nrf2)在调节机体氧化-还原平衡和抗ERS损伤中起着关键的作用。在本研究中,我们通过体内实验证实慢性间歇低氧和睡眠片段化可通过内质网应激诱发小鼠海马神经元凋亡,导致小鼠出现认知功能障碍。此外,Nrf2在间歇低氧和睡眠片段化引起的认知损伤中起重要作用。Nrf2的激活可保护海马神经元,通过调控下游抗氧化基因(Prdx1)的表达降低炎症反应,从而对小鼠认知功能损害起到保护作用,而敲除Nrf2可增加海马神经元凋亡,炎症反应增强,认知功能损害加剧。由此,我们推测,提高Nrf2的活性可能对OSAHS有潜在治疗效果。后通过体外实验证实CIH可通过内质网应激诱发细胞凋亡,应用Nrf2激动剂后对CIH造成的凋亡有明显缓解作用,同时Nrf2的激活可通过调控下游抗氧化基因(Gclc、HO-1)的表达减轻凋亡发挥保护作用。因此,深入研究Nrf2与儿童OSAHS认知功能损害的关系,有利于为儿童OSAHS的防治提供新的思路。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Inhibition of Calcium-Sensing Receptor Alleviates Chronic Intermittent Hypoxia-Induced Cognitive Dysfunction via CaSR-PKC-ERK1/2 Pathway
抑制钙感应受体可减轻慢性间歇性缺氧通过 CaSR-PKC-ERK1/2 途径引起的认知功能障碍
  • DOI:
    10.1007/s12035-022-03189-4
  • 发表时间:
    2023-01-05
  • 期刊:
    MOLECULAR NEUROBIOLOGY
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Ying,Huiya;Zhang,Zilong;Li,Xiucui
  • 通讯作者:
    Li,Xiucui
Neuroprotective Effects of Adenosine A1 Receptor Signaling on Cognitive Impairment Induced by Chronic Intermittent Hypoxia in Mice
腺苷 A1 受体信号传导对小鼠慢性间歇性缺氧所致认知障碍的神经保护作用
  • DOI:
    10.3389/fncel.2020.00202
  • 发表时间:
    2020-07
  • 期刊:
    Front. Cell. Neurosci
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yichun Zhang;Hongchao Cao;Xuehao Qiu;Danfen Xu;Yifeng Chen;Gregory N. Barnes;Yunjia Tu;Adwoa Takyiwaa Gyabaah;Abdulla Husain Abdulla Ahmed Gharbal;Chenlei Peng;Jun Cai;Xiaohong Cai
  • 通讯作者:
    Xiaohong Cai
腺苷A2A受体在慢性间歇低氧小鼠空间记忆损害中的作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    医学研究杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李秀翠;张子龙;李轩;马伊璇;李慧敏;薛铭杰;洪静怡;蔡晓红
  • 通讯作者:
    蔡晓红
Sulforaphane Attenuates Chronic Intermittent Hypoxia-Induced Brain Damage in Mice via Augmenting Nrf2 Nuclear Translocation and Autophagy.
萝卜硫素通过增强 Nrf2 核易位和自噬减轻小鼠慢性间歇性缺氧引起的脑损伤
  • DOI:
    10.3389/fncel.2022.827527
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Frontiers in cellular neuroscience
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Li X;Ying H;Zhang Z;Yang Z;You C;Cai X;Lin Z;Xiao Y
  • 通讯作者:
    Xiao Y
Blockade of adenosine A2A receptor alleviates cognitive dysfunction after chronic exposure to intermittent hypoxia in mice
阻断腺苷 A2A 受体可缓解小鼠慢性间歇性缺氧后的认知功能障碍
  • DOI:
    10.1016/j.jexpneurol.2021.113929
  • 发表时间:
    2022-04-01
  • 期刊:
    EXPERIMENTAL NEUROLOGY
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Li, Xiu-Cui;Hong, Fang-Fang;Cai, Xiao-Hong
  • 通讯作者:
    Cai, Xiao-Hong

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其他文献

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高电荷态Xe离子与He原子碰撞中的
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    物理学报,第53卷,2943(2004)。
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  • 作者:
    曹柱荣;蔡晓红;于得洋;杨 威
  • 通讯作者:
    杨 威

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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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