PDHK1调控的线粒体能量代谢和氧化应激在心肺复苏后全脑缺氧缺血损伤中的作用及机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81501137
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    17.5万
  • 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:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Global brain hypoxic-ischemic injury is the main cause of death in patients with cardiopulmonary resuscitation, and the brain energy metabolism and oxidative stress dysfunction are the important changes after global cerebral hypoxic-ischemic injury. However, the molecular mechanism of brain energy metabolism and oxidative stress dysfunction remain unclear. PDHK1 is an important molecular regulator for cell metabolism, which can regulate mitochondrial energy metabolism through pyruvate dehydrogenase (PDH), and the mitochondrial energy metabolism and mitochondrial oxidative stress are closely linked. Our previous study found that the ATP content was significantly reduced in hypoxic-ischemic brain tissues after cardiopulmonary resuscitation and PDHK1expression was significantly increased. Combined with previous literature and our study, we proposed that PDHK1 play an important role through regulation of mitochondrial energy metabolism and oxidative stress in global cerebral hypoxic-ischemic injury, and inhibits PDHK1 will help reduce neurological damage. This study will reveal the important role and mechanism of PDHK1 in cerebral hypoxic-ischemic injury after cardiopulmonary resuscitation at the molecular, cellular and whole animal levels through animal and cell models, and also verify the protective effect of DCA ( PDHK1 inhibitors) against cerebral hypoxic-ischemic injury. This study will find molecular metabolic target for cerebral hypoxic-ischemic injury and provide the basis for prevention of cerebral hypoxic-ischemic injury.
全脑缺血缺氧损伤是造成心肺复苏后患者死亡的主要原因,而脑内能量代谢与氧化应激异常是全脑缺血缺氧损伤发生的一个重要变化,然而具体的分子机制仍然不清楚。 PDHK1是调控细胞代谢的一个重要分子,它可以通过丙酮酸脱氢酶(PDH)来调节线粒体能量代谢,而线粒体能量代谢与线粒体氧化应激有密切关联。我们前期研究发现,在心肺复苏后全脑缺血缺氧损伤组织中ATP含量显著减低,并且PDHK1表达明显升高。结合文献报道与我们的研究,我们认为在全脑缺血缺氧损伤中PDHK1通过调控线粒体能量代谢和氧化应激发挥重要作用,并且抑制PDHK1将有利于降低神经功能损伤。本课题将利用动物和细胞模型,在分子、细胞和动物水平上揭示PDHK1在心肺复苏后脑缺血缺氧损伤中发挥的重要作用及分子调控机制,并验证DCA(PDHK1抑制剂)对全脑缺血缺氧损伤的保护作用。本课题将为脑缺血缺氧损伤的防治寻找分子代谢靶点,并为药物干预打下基础。

结项摘要

心脏骤停后患者死亡的因素中脑损伤占据首要位置, 脑功能的恢复是决定心脏骤停患者预后的关键。目前对脑损伤的研究仍然有很大不足,心肺复苏后发生脑功能损伤的分子机制及可能的药物治疗靶点仍然认识有限。丙酮酸脱氢酶激酶(Pyruvate dehydrogenase kinase, PDHK)是线粒体丙酮酸脱氢酶复合体(Pyruvate dehydrogenase complex, PDH)的负调节因子,它可以调控线粒体的三羧酸循环和氧化磷酸化。前期研究发现复苏后PDHK1在脑内表达显著升高,但其发挥的作用及机制不清楚。本项目研究发现PDHK1在复苏后缺血性脑损伤中起重要作用。PDHK1能够通过琥珀酸代谢提高复苏后神经细胞的氧化应激水平,能够通过抑制PDH来降低线粒体的能量代谢水平。通过药物(DCA)抑制PDHK1的表达,能够降低复苏后缺血性神经功能损伤,提高线粒体代谢水平,提高大鼠生存率。本项目利用动物和细胞模型,在分子、细胞和动物水平上揭示PDHK1在心肺复苏后脑缺血缺氧损伤中发挥的重要作用及分子调控机制。本研究证实PDHK1及通路可以成为脑缺血性损伤的分子治疗靶点,并为分子代谢药物治疗缺血性脑损伤提供临床前研究基础。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Carbon Monoxide Improves Neurologic Outcomes by Mitochondrial Biogenesis after Global Cerebral Ischemia Induced by Cardiac Arrest in Rats.
一氧化碳通过线粒体生物发生改善大鼠心脏骤停引起的全脑缺血后的神经系统结果
  • DOI:
    10.7150/ijbs.13222
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    International journal of biological sciences
  • 影响因子:
    9.2
  • 作者:
    Wang P;Yao L;Zhou LL;Liu YS;Chen MD;Wu HD;Chang RM;Li Y;Zhou MG;Fang XS;Yu T;Jiang LY;Huang ZT
  • 通讯作者:
    Huang ZT
Inhibition of dynamin-related protein 1 has neuroprotective effect comparable with therapeutic hypothermia in a rat model of cardiac arrest
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    7.8
  • 作者:
    Wang, Peng;Li, Yi;Tang, Wanchun
  • 通讯作者:
    Tang, Wanchun
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  • DOI:
    10.1097/shk.0000000000000971
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Shock
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Wang Peng;Chen Mingdi;Yang Zhengfei;Yu Tao;Zhu Jie;Zhou Lili;Lin Jiali;Fang Xiangshao;Huang Zitong;Jiang Longyuan;Tang Wanchun
  • 通讯作者:
    Tang Wanchun
Dynamic Changes of Mitochondrial Fusion and Fission in Brain Injury after Cardiac Arrest in Rats.
大鼠心脏骤停后脑损伤中线粒体融合与裂变的动态变化。
  • DOI:
    10.1155/2017/1948070
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    BioMed research international
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Li Y;Tang Q;Wang P;Qin J;Wu H;Lin J;Huang Z
  • 通讯作者:
    Huang Z
Enhanced neuroprotective efficacy of bone marrow mesenchymal stem cells co-overexpressing BDNF and VEGF in a rat model of cardiac arrest-induced global cerebral ischemia.
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  • DOI:
    10.1038/cddis.2017.184
  • 发表时间:
    2017-05-11
  • 期刊:
    Cell death & disease
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Zhou L;Lin Q;Wang P;Yao L;Leong K;Tan Z;Huang Z
  • 通讯作者:
    Huang Z

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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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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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