ITPKA/IP4与PI3K/AKT信号途径交互调控NBCs活性引发脑缺血再灌注迟发性神经元死亡机制研究
批准号:
81870935
项目类别:
面上项目
资助金额:
56.0 万元
负责人:
吴建平
依托单位:
学科分类:
H0906.脑血管结构、功能异常及相关疾病
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
何梦、孟艳萍、田梦南、蔺紫薇、陈光辉、陈恩丽、王欢
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中文摘要
酸中毒在I/R损伤神经元迟发性死亡(DND)中具有重要意义,钠/碳酸氢根共转运体(NBCs)可通过“pH调控性钠内流”导致“钙稳态”失衡。前期研究发现PIP2可直接激活NBCe1-A(PNAS, 2009), 对NBCe1-B/C则需IP3/[Ca2+]下游某些激酶参与(J Physiol, 2012),最近观察到ITPKA激酶的作用,并确认IP4为激活终产物;同时I/R损伤后CA1神经元NBCe 电流异常增强。IP4可竞争PIP3下调PI3K/AKT活性,抑制细胞抗凋亡/自噬机制,而ITPKA的激活则需要PI3K/AKT参与。我们推测这种交互调控在激活NBCs、引起“钙稳态”失衡并触发细胞死亡中具有重要意义。本申请拟通过研究上述途径及“钙稳态”失衡在I/R损伤中的意义,探讨NBCs抑制剂在预防海马DND中的价值,为预防和治疗缺血性心脑血管疾病寻找新的切入点。
英文摘要
Metabolic acidosis plays a key role in ischemia reperfusion (I/R) induced hippocampus neuron delayed neuronal death (DND), while its detail mechanism remains obscure. We demonstrated that PIP2 activated NBCe-A directly and NBCe-B/C through a IP3/Ca2+ mediated mechanism. Recently we identified that IP4, a 3-position phosphorylated IP3 derivate by IP3-3 Kinase A (ITPKA), was an effective activator of NBCe-C,and I/R augmented NBCe currents in hippocampus CA1 neurons. IP4 negatively regulated PI3K/AKT by competing with PIP3 binding, which reduced the capacities for cell to against apoptosis /autophagy, meanwhile the activation of ITPKA requires PI3K/AKT. We hypothesis that ITPKA/IP4 and PI3K/AKT signal pathways interactively regulating NBCe might contribute to sodium over influx and calcium homeostasis imbalance during brain I/R injury. Blockage of NBCs would protect neuron from I/R injury. The results of the proposed studies will enhance our understanding of NBCs and other NBCBTs in the CNS following ischemia. This knowledge will be beneficial for developing a more effective approach to stroke treatment.
缺血性脑卒中临床治疗常并发神经功能障碍和神经行为异常加重,即“缺血再灌注损伤(I/R)”。I/R引起ATP生成障碍,Na+-K+-ATP酶活性降低,导致钠潴留,反转钠钙交换器,触发钙超载。钠碳酸氢根协同转运体(NBC)是调节机体pH的主要机制,既往研究发现I/R时,NBC功能增强。S0859选择性抑制NBC活性,而ITPKA抑制剂BAMB-4,干扰AKT/ITPKA信号通路抑制NBC功能。本项目在I/R中给予S0859和BAMB-4干预,观察NBC在I/R中的作用,以及AKT/ITPKA信号通路对NBC表达和功能的调控作用,探究NBC抑制对迟发性神经元死亡以及神经元功能的影响机制。.研究发现:1)沙鼠全脑缺血可引起海马CA1区神经元迟发型死亡,兴奋性降低,NBCe1表达增加,电流密度增强;行为学研究发现海马CA1依赖的记忆提取功能受损。S0859干预显著缓解海马椎体神经元的迟发型死亡和凋亡率,提高I/R沙土鼠的空间学习记忆能力; 2)在体研究中观察到胶质细胞活化和浸润,S0859干预可显著抑制胶质细胞活化;离体神经炎症模型中也发现S0859降低细胞炎性因子的表达以及活性氧的产生。3)I/R中,紧密连接蛋白降解,血脑屏障通透性增加,而S0859干预后紧密连接蛋白的降解显著减少,血脑屏障功能障碍得以缓解; 4)在离体氧糖剥夺条件下,AKT/ITPKA信号通路显著激活,且ITPKA通路的激活晚于AKT通路,MK-2206抑制AKT,pITPKA的表达也显著下降,提示ITPKA受到AKT的调控;应用MK-2206,神经元产生活性氧增多,而应用BAMB-4后神经元活性氧产生显著减少,提示AKT/ITPKA参与调控缺血再灌注损伤。.研究表明S0859和BAMB-4可以显著改善I/R导致的脑损伤,可望为临床脑卒中治疗提供新的靶点和治疗思路。
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Understanding the Functional Expression of Na+-Coupled SLC4 Transporters in the Renal and Nervous Systems: A Review.
了解 Na 偶联 SLC4 转运蛋白在肾脏和神经系统中的功能表达:综述
DOI:10.3390/brainsci11101276
发表时间:2021-09-26
期刊:Brain sciences
影响因子:3.3
作者:Du L;Zahra A;Jia M;Wang Q;Wu J
通讯作者:Wu J
Understanding the Physiological Role of Electroneutral Na(+)-Coupled HCO(3)(-) Cotransporter and Its Therapeutic Implications.
了解电中性 Na 偶联 HCO3 协同转运蛋白的生理作用及其治疗意义
DOI:10.3390/ph15091082
发表时间:2022-08-30
期刊:Pharmaceuticals (Basel, Switzerland)
影响因子:--
作者:Wang J;Zahra A;Wang Y;Wu J
通讯作者:Wu J
Na+/HCO3- Co-transporters Inhibitor S0859 Attenuates Global Cerebral Ischemia-reperfusion Injury of the CA1 Neurons in the Gerbil's Hippocampus
Na /HCO3 协同转运蛋白抑制剂 S0859 减轻沙鼠海马 CA1 神经元的全脑缺血再灌注损伤
DOI:10.2174/1871527321666220517121135
发表时间:2023-01-01
期刊:CNS & NEUROLOGICAL DISORDERS-DRUG TARGETS
影响因子:3
作者:Jia,Meng;Zhang,Qian;Campbell,Susan L.
通讯作者:Campbell,Susan L.
DOI:10.1007/s11064-022-03697-8
发表时间:2022
期刊:Neurochem Res
影响因子:--
作者:Qian Zhang;Meng Jia;YunFu Wang;Qun Wang;Jianping Wu
通讯作者:Jianping Wu
Na(+)/H(+) Exchanger 1, a Potential Therapeutic Drug Target for Cardiac Hypertrophy and Heart Failure.
Na /H Exchanger 1,心脏肥大和心力衰竭的潜在治疗药物靶点
DOI:10.3390/ph15070875
发表时间:2022-07-15
期刊:PHARMACEUTICALS
影响因子:4.6
作者:Xia, Huiting;Zahra, Aqeela;Jia, Meng;Wang, Qun;Wang, Yunfu;Campbell, Susan L.;Wu, Jianping
通讯作者:Wu, Jianping
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