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DR2/HSP90α/RIP3途径参与METH/高热诱导黑质神经元程序性坏死的机制

批准号:
82060339
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
34.0 万元
负责人:
闫杰
依托单位:
学科分类:
法医病理学及法医临床学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
闫杰

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
甲基苯丙胺(METH)神经毒性机理不清,长期困扰着临床和法医学界。申请人基于前一个NSFC项目资助,观察到METH与高热联合作用引起严重的黑质神经元坏死,这可能是METH损害大脑功能的重要途径,但具体机制不明。课题组前期研究结果显示,METH联合高热诱导HSP90α高表达,抑制HSP90α显著降低RIP3高表达并减少黑质神经元坏死,提示HSP90α调节RIP3机制在黑质神经元死亡中起重要作用;特异性阻断多巴胺受体2(DR2)降低HSP90α和RIP3高表达,提示DR2可能调控HSP90α/RIP3的分子变化。因此,项目拟采用基因干扰、GST pull-down、Co-IP、微透析和转棒实验等手段,从分子和动物水平解析DR2/HSP90α/RIP3调控轴参与METH/高热诱导黑质神经元坏死的机制,为METH相关脑损伤的法医学实践提供鉴定依据,为成瘾戒断、解毒靶点筛选提供新思路。
英文摘要
Lacking knowledge of methamphetamine (METH)-induced neurotoxicity is a question in forensic and clinical fields. Based on the previous NSFC project, we observed the combined effect of METH and hyperthermia that causes severe necrosis of neurons in the substantia nigra. This may be an essential way for METH to damage the brain in forensic and clinical practice, but the specific mechanism is not precise. We have previously confirmed that METH combined with hyperthermia induces increased expression of HSP90α, while inhibition of HSP90α significantly reduces necrosis of neurons and high expression of RIP3, suggesting that the regulation of RIP3 by HSP90α may play a key role in neuronal death; blocking dopamine receptor 2 (DR2) can reduce the level of HSP90α and RIP3, indicating that DR2 may be an upstream regulator of the HSP90α/RIP3 pathway. We would use genetic interference, GST pull-down, Co-IP, microdialysis, and animal behavior testing to verify the hypothesis “DR2 / HSP90α / RIP3 regulatory axis is involved in METH/hyperthermia-induced neuronal necroptosis in substantia nigra”, aiming to benefit forensic identification of METH related brain injury and to provide new ideas for addiction withdrawal and clinical intervention.
甲基苯丙胺(METH)所引发的神经毒性机制至今未得到充分阐明,长期困扰着临床和法医学研究。为进一步解析METH及高热联合损伤引发的神经损伤机制,本项目聚焦于HSP90α/RIP3/MLKL通路在该过程中所介导的分子改变,并结合LDH活性、神经元损伤和程序性坏死等生物标志物,探讨其应用价值。此外还探究了HSP90α共伴侣分子Sgt1在METH/高热诱导的神经损伤中的作用,并解析与程序性坏死相关的关键分子RIP3、p-RIP3、MLKL和p-MLKL在信号转导中的调控机制。研究结果表明,在急性大剂量METH损伤模型中,给予METH后,观察到其体温显著升高,同时纹状体区域的LDH活性显著增加,表明神经元损伤的程度加剧。此外,程序性坏死的关键分子RIP3、p-RIP3、MLKL和p-MLKL的表达显著升高,进一步证明METH诱导的神经损伤具有程序性坏死的特征。在METH联合高热处理的体外模型中,原代纹状体神经元出现程序性坏死,且HSP90α、RIP3、p-RIP3、MLKL和p-MLKL的表达水平均显著上调。通过抑制HSP90α的表达,能够有效抑制METH与高热联合诱导的RIP3、p-RIP3、MLKL和p-MLKL的表达升高,并减少程序性坏死的发生。此外,在体内模型中,针对纹状体内HSP90α活性的干预,显著减少了大鼠纹状体脑区程序性坏死的发生,并抑制了RIP3、p-RIP3、MLKL和p-MLKL的高表达。进一步通过Co-IP结合质谱分析,发现HSP90α的共伴侣分子Sgt1与HSP90α结合,并且在METH/高热损伤后,Sgt1的表达显著增高。使用siRNA敲低Sgt1表达后,虽然不影响HSP90α的表达,但却能够有效抑制METH/高热诱导的RIP3、p-RIP3、MLKL和p-MLKL的表达升高。免疫荧光组织染色结果显示,Sgt1主要在大鼠纹状体脑区的神经元中表达,并且在急性大剂量METH损伤后Sgt1的表达显著增加,与HSP90α共定位。综合以上结果表明,在METH与高热联合损伤的过程中,HSP90α通过调节RIP3、p-RIP3、MLKL和p-MLKL的表达,介导程序性坏死的发生。同时,共伴侣分子Sgt1可能通过协助HSP90α调节这些关键分子的表达,进而影响METH和高热诱导的程序性坏死过程。该发现为深入理解METH及高热诱导的神经损伤机制提供了新的理论依据。
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