HDAC6选择性抑制剂Tubastatin A对脑缺血再灌注损伤的保护作用研究

项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81503055
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    18.5万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3501.神经精神药物药理
  • 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

Histone deacetylase 6 (HDAC6), a member of class IIb HDACs, exclusively exists in the cytoplasm and mainly uses cytoplasmic proteins such as α-tubulin as its substrate. HDAC6 regulates diverse cellular processes, including microtubule transport. HDAC6 is known to be associated with pathological conditions of brain ischemia, which results in depolymerized microtubules and downregulated microtubule-associated motor proteins. In addition, HDAC6 knockdown by shRNA is neuroprotective in cortical neurons subjected to oxygen-glucose deprivation, an in vitro model of brain ischemia. Therefore, inhibition of HDAC6 has emerged as a promising strategy for treatment of ischemic stroke. Our preliminary data have shown that tubastatin A, a novel potent selective HDAC6 inhibitor, significantly improved functional behavioral deficits and reduced brain infarction in ischemic rats. The present study will investigate the effects of HDAC6 knockout in brain ischemic injury and tubastatin A’s protection in HDAC6 knockout mouse model of brain ischemia. We will further study the effects of tubastatin A on α-tubulin acetylation levels, microtubule stability, recruitment of motor proteins to microtubules, and microtubule-dependent mitochondrial axonal transport in brain ischemia models of rats and primary rat cortical neurons, by using Western blot, electron microscope, live cell imaging, etc. This study will demonstrate that HDAC6 is a critical therapeutic target for brain ischemia, and the underlying mechanisms of tubastatin A’s beneficial effects may involve HDAC6 inhibition, preservation of α-tubulin acetylation levels, promotion of motor protein recruitment, maintenance of microtubule stability, and the subsequent microtubule-dependent mitochondrial axonal transport. Our results will warrant clinical trials of tubastatin A for ischemic stroke.
HDAC6通过调控α-tubulin等非组蛋白的乙酰化而影响微管运输等生理过程。脑缺血会上调HDAC6、导致微管解聚、影响微管运输。我们的前期研究证实新型HDAC6选择性抑制剂tubastatin A能改善脑缺血引起的大鼠行为功能障碍、减小脑梗塞体积。本项目将在大鼠、HDAC6基因敲除小鼠和原代神经元上,应用Western blot、电镜、活细胞实时成像等技术,研究基因敲除HDAC6对脑缺血再灌注损伤和tubastatin A保护作用的影响,以及tubastatin A对损伤后α-tubulin乙酰化、微管结构、动力蛋白的微管募集、微管介导的线粒体轴突转运的调节作用。本项目将确证HDAC6是脑缺血损伤的重要靶点,并阐明tubastatin A通过抑制HDAC6、提高α-tubulin的乙酰化、稳定微管结构、改善微管运输而发挥抗脑缺血保护作用,为其临床转化提供药理学研究基础。

结项摘要

HDAC6存在于细胞质中,通过调控α-tubulin等非组蛋白的乙酰化而影响微管运输等生理过程,研究指出HDAC6的失衡与多种中枢神经系统疾病相关。脑缺血会上调HDAC6、导致微管解聚、影响微管运输。本项目在脑缺血再灌注的大鼠和大脑皮层原代神经元的模型中,研究了新型HDAC6选择性抑制剂tubastatin A对脑缺血损伤的保护作用及其机制。本项目阐明了HDAC6选择性抑制剂tubastatin A对脑缺血再灌注损伤具有保护作用,tubastatin A能显著改善脑缺血大鼠的行为功能缺损、减少脑梗塞的体积,保护作用的时间窗可能长达24小时;tubastatin A保护作用的机制可能是通过提高细胞骨架蛋白α-tubulin的乙酰化水平、稳定微管结构,从而改善微管运输;我们前期的研究阐明了成纤维生长因子FGF-21的神经保护作用,本项目的研究发现tubastatin A能显著提高缺血脑组织中成纤维生长因子FGF-21的水平,激活其下游信号通路ERK和Akt/GSK-3β。本项目的研究确证了HDAC6是脑缺血损伤的重要靶点,并阐明tubastatin A通过抑制HDAC6从而发挥抗脑缺血保护作用的机制,为HDAC6选择性抑制剂开发成为新型的神经保护药物提供临床前研究基础,也为临床治疗缺血性脑卒中提供新靶点。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Buyang Huanwu Decoction Attenuates Infiltration of Natural Killer Cells and Protects Against Ischemic Brain Injury
补阳还五汤可减弱自然杀伤细胞的浸润并预防缺血性脑损伤
  • DOI:
    10.1159/000494587
  • 发表时间:
    2018-01-01
  • 期刊:
    CELLULAR PHYSIOLOGY AND BIOCHEMISTRY
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Dou, Baokai;Zhou, Wenjin;Wang, Zhifei
  • 通讯作者:
    Wang, Zhifei
Tubastatin A, an HDAC6 inhibitor, alleviates stroke-induced brain infarction and functional deficits: potential roles of α-tubulin acetylation and FGF-21 up-regulation.
Tubasatin A 是一种 HDAC6 抑制剂,可缓解中风引起的脑梗死和功能缺陷:α-微管蛋白乙酰化和 FGF-21 上调的潜在作用
  • DOI:
    10.1038/srep19626
  • 发表时间:
    2016-01-21
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Wang Z;Leng Y;Wang J;Liao HM;Bergman J;Leeds P;Kozikowski A;Chuang DM
  • 通讯作者:
    Chuang DM
NK细胞在神经系统疾病中的作用
  • DOI:
    10.13488/j.smhx.20180041
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    生命的化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李世春;王志菲
  • 通讯作者:
    王志菲
共 3 条
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    2021
  • 期刊:
    中国中医药信息杂志
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    --
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    邹莹香;李世春;王志菲
  • 通讯作者:
    王志菲
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    --
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    施玉芳
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王志菲;严 谨;傅 燕;唐希灿
  • 通讯作者:
    唐希灿
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    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中医学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李曼;王志菲
  • 通讯作者:
    王志菲
共 4 条
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