aHIOP大鼠RGC程序性坏死的"Pin1-Calpastatin-Calpain"通路及调控机制研究
结题报告
批准号:
81371011
项目类别:
面上项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
黄菊芳
依托单位:
学科分类:
H1304.青光眼、视神经及视路疾病
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈旦、刘豫、曾乐平、于惠敏、范春玲、尚蕾、罗佳、胡涂、崔艳慧
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中文摘要
有研究显示急性高眼压后早期视网膜节细胞(RGC)出现程序性坏死,受体相互作用蛋白-3(RIP-3)在RGC的程序性坏死分子通路中发挥了重要介导作用,进一步研究发现降低RIP-3的介导作用,并不能完全抑制RGC的程序性坏死,这提示仍有某种未知的分子通路也参与死亡过程。我们的预实验结果提示Calpain-AIF-Chromatinolysis通路可能参与了急性高眼压后早期非"RIP-3"介导的RGC程序性坏死。本项目拟对该假说进行验证,并探索该通路中的关键启动分子Calpain是否受到上游"Pin-1-Calpastatin磷酸化"两个分子层次的负调控。该假说的实验验证将有助于完善急性高眼压后大鼠RGC走向程序性坏死的分子机制,为急性高眼压患者早期视神经保护的药物治疗机理和药物干预靶点提供理论支持和依据。
英文摘要
Our previous research suggest that necroptosis occurs in retina ganglion cells (RGCs) at the early stage following acute high intra-ocular pressure(aHIOP), receptor interacting protein 3 (RIP3) may play a key role in RGCs necroptosis. However, There are still exist some necroptosis RGCs after knockdown rip3 gene expression using the method of RNAi in our further research. It indicates that an unknown molecular pathway may exist to participate in this process. Therefore, this project try to explore whether the molecular pathway named "Calpain-AIF-Chromatinolysis" participate in non-RIP3 induced necroptosis in RGCs following aHIOP. Based on our previous study and possible "Calpain-AIF-Chromatinolysis" molecular pathway has beed veiled, we further try to demonstrate that whether the key endogenous molecular named calpain in "Calpain-AIF-Chromatinolysis" pathway is regulated by Pin1 via calpastatin phosphorylation. Our research will improve the understanding of molecular mechanism of RGCs necroptosis at the early stage of aHIOP, and provide some theoretical evidence or drug development target to treat with patients suffering in acute high intra-ocular pressure.
谷氨酸是二十种必需氨基酸之一,是中枢神经系统的主要兴奋性神经递质,谷氨酸在调节动物的生理、生化功能中具有重要作用,其浓度在中枢神经系统中处于动态平衡中。然而,如果过量的谷氨酸释放或谷氨酸代谢不足将导致神经元死亡,即神经兴奋毒性的发生。谷氨酸兴奋性毒性与青光眼、糖尿病视网膜病变、阿尔茨海默病、亨廷顿病、中风等疾病相关。目前谷氨酸损伤在调控性坏死中的分子机制尚不完全明确,本研究从原代神经元、神经细胞系以及在体动物三个层面上验证CAST/calpain通路在谷氨酸损伤导致的坏死中的调控作用,并进一步且首次验证在谷氨酸导致的神经元坏死中,Pin1为CAST/calpain调控通路的上游关键调控分子。本研究首先通过PI染色和LDH实验显示,谷氨酸能引起原代视网膜神经元调控性坏死,而C2I(calpain2抑制剂)和CAST活性肽的应用可以抑制调控性坏死的发生。Co-IP结果和计算机模拟分子互作表明Pin1可以与CAST结合。Western blot、RT-qPCR和免疫荧光结果显示CAST的活性受Pin1的调节,Juglone(Pin1抑制剂)的应用同样可以抑制调控性坏死的发生,表明Pin1可能为CAST/calpain调控通路的上游关键调控分子。进一步通过RGC-5细胞系结合siRNA方法和流式细胞术,验证Pin1-CAST/calpain2在谷氨酸诱导的视网膜神经元坏死中的调控机制。最后,体内研究进一步证实了Pin1-CAST/calpain2途径在谷氨酸兴奋后大鼠视网膜神经节细胞层和内核层细胞坏死中的作用,此外,fERG结果显示,C2I,CAST肽和Juglone处理后,能在一定程度上恢复谷氨酸诱导的视觉功能损伤。该研究得出的结论是,过量的谷氨酸可能导致Pin1活化/CAST抑制/ calpain2活化介导的视网膜神经元调控性坏死。本研究将为视网膜神经元调控性坏死通路及其调控机制提供新的认识,并将为今后眼科学界在如何挽救视网膜神经性病变调控性坏死的神经元以及探索药物干预靶点方面提供理论依据。
期刊论文列表
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Receptor interacting protein 3-induced RGC-5 cell necroptosis following oxygen glucose deprivation.
氧糖剥夺后受体相互作用蛋白 3 诱导 RGC-5 细胞坏死性凋亡
DOI:10.1186/s12868-015-0187-x
发表时间:2015-08-04
期刊:BMC neuroscience
影响因子:2.4
作者:Ding W;Shang L;Huang JF;Li N;Chen D;Xue LX;Xiong K
通讯作者:Xiong K
Pin1 Promotes Regulated Necrosis Induced by Glutamate in Rat Retinal Neurons via CAST/Calpain2 Pathway.
Pin1 通过 CAST/Calpain2 途径促进谷氨酸诱导的大鼠视网膜神经元坏死
DOI:10.3389/fncel.2017.00425
发表时间:2017
期刊:Frontiers in cellular neuroscience
影响因子:5.3
作者:Wang S;Liao L;Wang M;Zhou H;Huang Y;Wang Z;Chen D;Ji D;Xia X;Wang Y;Liu F;Huang J;Xiong K
通讯作者:Xiong K
Macroglia-derived thrombospondin 2 regulates alterations of presynaptic proteins of retinal neurons following elevated hydrostatic pressure.
大胶质细胞衍生的血小板反应蛋白 2 调节静水压升高后视网膜神经元突触前蛋白的变化
DOI:10.1371/journal.pone.0185388
发表时间:2017
期刊:PloS one
影响因子:3.7
作者:Wang S;Hu T;Wang Z;Li N;Zhou L;Liao L;Wang M;Liao L;Wang H;Zeng L;Fan C;Zhou H;Xiong K;Huang J;Chen D
通讯作者:Chen D
The Toxic Effect of ALLN on Primary Rat Retinal Neurons
ALLN 对原代大鼠视网膜神经元的毒性作用
DOI:10.1007/s12640-016-9624-6
发表时间:2016-10-01
期刊:NEUROTOXICITY RESEARCH
影响因子:3.7
作者:Li, Na;Shang, Lei;Xiong, Kun
通讯作者:Xiong, Kun
DOI:--
发表时间:2015
期刊:解剖学杂志
影响因子:--
作者:李娜;熊鲲;黄菊芳
通讯作者:黄菊芳
VitB6代谢异常在母代肠菌紊乱介导孕期应激损伤子代脑中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82171466
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    黄菊芳
  • 依托单位:
2019年低温生物学与生物样本活库国际研讨会暨大学生创新论坛
  • 批准号:
    81942002
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    5万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    黄菊芳
  • 依托单位:
母代肠菌在孕期应激损伤子代中的作用及其胎盘 11β-HSD2调控机制研究
  • 批准号:
    81871089
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    56.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    黄菊芳
  • 依托单位:
c-FLIPL在I/R诱导神经元程序性坏死/凋亡中的作用及调控机制
  • 批准号:
    81671225
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    黄菊芳
  • 依托单位:
大鼠急性高眼压视网膜大胶质细胞死亡的RIPK-3通路及其调控机制研究
  • 批准号:
    81070729
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    35.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    黄菊芳
  • 依托单位:
基于国家杰出青年科学基金获得者群体的医学科技人才成长规律研究
  • 批准号:
    30945202
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    9.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    黄菊芳
  • 依托单位:
从血液供应改变角度探讨节细胞易损性差异的机制
  • 批准号:
    30570979
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    28.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    黄菊芳
  • 依托单位:
热液喷口细菌对矿物元素行为控制的机理研究
  • 批准号:
    40376036
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2003
  • 负责人:
    黄菊芳
  • 依托单位:
BDNF对高眼压后视网膜的保护作用研究
  • 批准号:
    30100098
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万元
  • 批准年份:
    2001
  • 负责人:
    黄菊芳
  • 依托单位:
国内基金
海外基金