TOPK抑制HDAC1/2活性调控脑缺血反应性星形胶质细胞表型转化

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81771412
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0914.神经功能保护与功能调控
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

After cerebral ischemia, astrocytes become reactive and have the ability of differentiation and proliferation. Our preliminary test found that: 1) TOPK, a new member of MAP2K, can combine with histone deacetylase HADC1/2 to increase histone acetylation, which can promote the phenotypic transformation of microglia and neurological function recovery in mice. 2) TOPK overexpression can reduce the level of intermediate filaments GFAP, as well as GFAP-Delta/GFAP-alpha ratio, suggesting that TOPK may inhibit the proliferation and cystoskeletal remodeling of reactive astrocyte. This project intends to verify the hypothesis that TOPK may regulate the phenotype transformation of reactive astrocytes following cerebral ischemia by inhibition of HDAC1/2 activity, 1) upregulates the expression of neurotrophic factor BDNF and GDNF through increasing the histone acetylation at the promoter region of BDNF and GDNF, then promotes the transformation of reactive astrocyte to a neuroprotective phenotype; 2) upregulates the histone acetylation of GFAP promoter, affecting the expression and splicing of different subtypes of GFAP, then promotes cytoskeleton remodeling of reactive astrocyte; 3) promotes the expression of p21 and p57, then inhibit the activity of CDK1/2 and cell cycle activation, then reduces the excessive proliferation of reactive astrocytes. This study will provide a new target for the regulation of the phenotype transformation of reactive astrocytes following cerebral ischemia.
脑缺血后,星形胶质细胞成为反应性星形胶质细胞,具备重新分化和增殖的能力。我们的前期研究发现:①MAP2K家族新成员TOPK可结合组蛋白去乙酰化酶HADC1/2,抑制其活性,增加组蛋白乙酰化,促进小胶质细胞表型转化、改善神经功能。②过表达TOPK可降低GFAP水平、GFAP-δ/GFAP-α比例,提示TOPK可能抑制反应性星形胶质细胞增殖和骨架重塑。本课题拟验证假说:TOPK可能通过抑制脑缺血后反应性星形胶质细胞HDAC1/2活性,①使神经营养因子BDNF和GDNF启动子区组蛋白乙酰化上调,表达增加,促进反应性星形胶质细胞向神经保护型转化;②上调GFAP启动子区组蛋白乙酰化,影响GFAP不同亚型转录和剪接,促进反应性星形胶质细胞骨架重塑;③促进p21和p57表达,进而抑制CDK1/2活性和细胞周期,减轻反应性星形胶质细胞的过度增殖。本研究将为脑缺血反应性星形胶质细胞表型转化的调控提供新靶点。

结项摘要

星型胶质细胞可塑性的不适应性改变可能导致中风急性期的脑水肿和恢复期的胶质瘢痕形成。本课题阐释了TOPK对脑缺血后反应性星形胶质细胞结构重塑、增殖作用及机制。主要结果:①我们检测了脑缺血不同时间点GFAP表达,缺血脑组织GFAPα、GFAPδ、GFAPδ/GFAPα、总GFAP蛋白显著增加,说明在脑修复过程中,存在反应性星形胶质细胞增殖、结构重塑。侧脑室注射TOPK高表达慢病毒,在TOPK敲低慢病毒侧脑室注射的同时腹腔注射HDAC1/2抑制剂FK228、和HDAC抑制剂SAHA,脑缺血14天,TOPK过表达使GFAPα、GFAPδ、GFAP、GFAPδ/ GFAPα水平降低;TOPK敲低使GFAPα、GFAPδ、GFAP、GFAPδ/GFAPα水平升高;即TOPK抑制修复期星形胶质增殖、结构重塑。FK228逆转TOPK敲低作用,作用强于SAHA。采用星形胶质细胞转染TOPK高表达和敲低,OGD处理,星形胶质细胞的骨架结构包括面积、直径、突触数量在缺氧以后均变小,被TOPK高表达逆转。证明TOPK对星胶增殖结构重塑由抑制HDAC1/2活性介导。②为了进一步研究TOPK/HDAC1/2的下游相关执行功能的神经营养因子,我们做了BV2小胶质细胞和原代星型胶质细胞的体外培养,发现在缺血缺氧性损伤早期营养因子IGF-1在小胶质细胞中的分泌减少,在星形胶质细胞中的分泌增加,可能与Pbk/HDAC2/IGF-1这一通路激活相关。③缺氧缺糖损伤显著促进原代神经干细胞向少突胶质和星形胶质细胞新生,抑制向神经元分化。TOPK可能参与到脑缺血后神经干细胞向少突胶质细胞分化的调控过程。④物理治疗-肢体远端缺血后处理治疗可以调节脑缺血再灌注损伤后反应性星形胶质细胞可塑性和抑制STAT3磷酸化,从而促进缺血性卒中后的神经功能恢复。上述研究为进一步研究相关信号通路在缺血后神经再生中的调控机制提供了基础。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(4)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
PBK/TOPK: A Therapeutic Target Worthy of Attention.
PBK/TOPK:值得关注的治疗靶点
  • DOI:
    10.3390/cells10020371
  • 发表时间:
    2021-02-11
  • 期刊:
    Cells
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Han Z;Li L;Huang Y;Zhao H;Luo Y
  • 通讯作者:
    Luo Y
Silencing of microRNA-494 inhibits the neurotoxic Th1 shift via regulating HDAC2-STAT4 cascade in ischaemic stroke
沉默 microRNA-494 通过调节缺血性中风中的 HDAC2-STAT4 级联抑制神经毒性 Th1 转变
  • DOI:
    10.1111/bph.14852
  • 发表时间:
    2019-11-08
  • 期刊:
    BRITISH JOURNAL OF PHARMACOLOGY
  • 影响因子:
    7.3
  • 作者:
    Zhao, Haiping;Li, Guangwen;Luo, Yumin
  • 通讯作者:
    Luo, Yumin
MAPK: A Key Player in the Development and Progression of Stroke
MAPK:中风发生和进展的关键因素
  • DOI:
    10.2174/1871527319666200613223018
  • 发表时间:
    2020-01-01
  • 期刊:
    CNS & NEUROLOGICAL DISORDERS-DRUG TARGETS
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Zheng, Yangmin;Han, Ziping;Luo, Yumin
  • 通讯作者:
    Luo, Yumin
神经干细胞在缺氧后的分化情况及相关信号通路初探
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1671-7856.2021.01.002
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国比较医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王雨晴;陈志刚;张斯佳;王荣亮;罗玉敏;赵海苹
  • 通讯作者:
    赵海苹
The Incremental Prognostic Value of Hepatocyte Growth Factor in First-Ever Acute Ischemic Stroke: An Early Link Between Growth Factor and Interleukins.
肝细胞生长因子在首次急性缺血性中风中的增量预后价值:生长因子和白细胞介素之间的早期联系
  • DOI:
    10.3389/fneur.2021.691886
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Frontiers in neurology
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Li F;Liu P;Huang Y;Li L;Zhang S;Yang Z;Wang R;Tao Z;Han Z;Fan J;Zheng Y;Zhao H;Luo Y
  • 通讯作者:
    Luo Y

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其他文献

微小RNA-144的研究进展
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  • 期刊:
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    罗玉敏
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    罗玉敏

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IL-2Rα通过自分泌途径靶向特定星形胶质细胞亚型调节脑缺血后丘脑-皮层连接重塑的机制研究
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AI项目解读示例

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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