Nrf2-ARE信号通路抑制IL-1β诱导的程序性坏死在干预新生儿脓毒症后神经发育异常中的作用及其机制研究
批准号:
82071687
项目类别:
面上项目
资助金额:
52.0 万元
负责人:
黄瀚
依托单位:
学科分类:
新生儿相关疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
黄瀚
中文摘要
新生儿脓毒症是新生儿期最常见的疾病之一,更是患儿远期罹患多种神经/精神疾病的高危因素。由于对其机制缺乏深入了解,目前尚无有效措施对高危人群进行救治。基于我国庞大的人口基数和潜在的生育高峰,新生儿脓毒症导致的神经发育异常已成为我国医疗卫生事业面临的重大难题之一。新生儿脓毒症后脑内持续增高的IL-1β,是造成患儿神经发育异常的关键因素。但具体的机制尚不明确。我们在前期研究中发现:分别通过直接抑制程序性坏死或激活Nrf2-ARE信号通路抑制炎症小体从而减少IL-1β产生,均可改善脓毒症新生大鼠神经发育。据此,我们提出假说:炎症小体在失去Nrf2-ARE信号通路抑制后的过度活化是新生儿脓毒症后IL-1β出现持续高表达的上游关键调控机制;程序性坏死是IL-1β造成神经元损伤的下游效应机制。通过证实此假说,既可以深入解析新生儿脓毒症后出现神经发育异常的分子机制,还可为临床干预提供新的策略和理论基础。
英文摘要
Neonatal sepsis is one of the most common diseases in newborns, which is also a well-known high-risk factor for impaired neurodevelopment. Due to the lack of in-depth understanding of its mechanism, currently there is no effective interventional measure for these high-risk population. Considering our huge population and the incoming burst in birth rate, the long-term neurological dysfunction caused by neonatal sepsis has become one of the major challenges for our health system. Persistent activation of IL-1β within the brain is the key factor for the impaired neurodevelopment. But the underlying mechanism is largely unknown. In our pilot study, we found that both directing inhibiting necroptosis or decreasing the production of IL-1β by activating Nrf2-ARE signal pathway, can rescue impaired neurodevelopment after neonatal sepsis. Therefore, we hypothesize that loss of inhibition from Nrf2-ARE signal pathway leads to activation of inflammasome which should be the major regulatory mechanism for massive production of IL-1β. While the necroptosis is the underlying executive mechanism for neuron injury. By validating our hypothesis with this research program, not only can we have a deep understanding of the pathogenesis of impaired neurodevelopment, but also could guide us to develop novel therapeutic strategy.
新生儿脓毒症是新生儿期最常见的疾病之一,更是患儿远期罹患多种神经/精神疾病的高危因素。由于对其机制缺乏深入了解,目前尚无有效措施对高危人群进行救治。基于我国庞大的人口基数,新生儿脓毒症导致的神经发育异常已成为我国医疗卫生事业面临的重大难题之一。包括本项目在内的研究表明:新生儿脓毒症后脑内持续增高的IL-1β,是造成患儿神经发育异常的关键因素。然而新生儿脓毒症后中枢神经系统内IL-1β持续增高的机制,以及IL-1β导致神经功能损伤的具体机制仍不明确。本研究中,我们锚定IL-1β在中枢神经系统内的“长存”机制以及其对神经元数量/功能的影响机制,通过行为学/神经电生理/分子生物学/基因敲减等一系列技术手段证明:(1)新生儿脓毒症从神经元的数量和质量两个方面干扰了神经发育,最终导致认知功能障碍:中枢神经系统内神经元持续性程序性坏死,而非凋亡,是新生儿脓毒症后神经元死亡并导致神经元数量减少的细胞死亡通路;存活的神经元,持续暴露于高IL-1β环境中,关键蛋白KCC2与NKCC1表达失调导致GABA发育过程中兴奋-抑制转换提前完成,出现电生理功能障碍;(2)通过程序性坏死与炎症小体活化的偶联,炎症信号分子在神经元和小胶质细胞/星形胶质细胞之间往返传递,导致继发于脓毒症期间一过性的全身炎症反应的中枢神经炎症反应被反复激活,引起中枢神经系统内IL-1β大量堆积,造成神经元功能和数量的双重损伤;(3)基于IL-1β以及程序性坏死为靶点的干预治疗措施,存在治疗窗口期。以本项目的模型为例,若在脓毒症发生14天后再进行干预,已失去救治效应。此外,本项目直接培养博士研究生2名,相关成果在包括BMC Med等在内的等级期刊发表,共计标明资助完成学术论文5篇。
高迁移率族蛋白-1(HMGB-1)在脓毒症后认知功能障碍发生中的作用及其机制的研究
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批准号:81401623
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2014
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负责人:黄瀚
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依托单位:
国内基金
海外基金