基于NOTCH3基因R544C点突变小鼠神经血管单元损伤的CADASIL脑微出血发生机制研究
批准号:
82071277
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
蔡斌
依托单位:
学科分类:
脑血管结构、功能异常及相关疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
蔡斌
中文摘要
脑微出血的数量与认知障碍和脑出血的风险呈正相关,但因缺乏可靠的研究模型,其发病机制仍不清楚,且缺乏有效防控手段。NOTCH3基因突变引起的CADASIL是最常见的单基因遗传性脑小血管病,解析其发病机制有助于推进脑小血管病的整体认识。我们CADASIL队列结果提示,R544C点突变合并脑微出血率高达89%,远高于其他位点。在我们构建的R544C点突变小鼠观察到多发脑微出血,成功模拟了临床表型,并检测到神经血管单元损伤和基质金属蛋白酶MMP-9表达增加。为了探究R544C点突变在脑微出血中的作用及机制,本项目将通过R544C点突变小鼠与MMP-9基因敲除小鼠杂交,探索该点突变是否通过NF-κB和/或PI3K/Cdc42/JNK信号通路来调控MMP-9表达,进而破坏神经血管单元,导致脑微出血。本课题将为脑微出血的研究提供新的动物模型,为解析脑微出血的发生机制及防治提供新的理论支持和治疗靶点。
英文摘要
Cerebral microbleeds (CMBs) have been found to be associated with cerebral hemorrhage and cognitive impairment, but the underlying mechanism is unclear and no treatment is available for their prevention and treatment due to the lack of a reliable research model. CADASIL is the most common monogenic hereditary cerebral small vessel disease caused by the mutation of NOTCH3 gene. In the genetic epidemiology study, we observed that the rate of CMBs with the R544C point mutation is 89%, which is much higher than the mutations of any other loci. We have constructed a transgenic mouse line with R544C mutation of NOTCH3 and multiple CMBs were observed in these mice, simulating the clinical CADASIL phenotype. In addition, damage of neurovascular unit and the increase of matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) expression were detected in this model. We hypothesize that R544C mutation regulates the expression of MMP-9 through NF-κB and / or PI3K / Cdc42 / JNK signaling pathway, thereby damage the neurovascular unit and lead to CMBs. We proposed to crossbreed our R544C point mutation mouse line with MMP-9 gene knockout mouse line to explore the role of MMP-9 and underlying mechanism of NOTCH3 R544C mutation induced CMBs. The results derived from our proposed studies will provide novel insights for the mechanism underlying CMBs and identification of potential therapeutic targets for CMBs.
脑微出血的数量与认知障碍和脑出血的风险呈正相关,但因缺乏可靠的研究模型,其发病机制仍不清楚,且缺乏有效防控手段,已成为国内外研究的热点和难点。NOTCH3基因突变引起的CADASIL是最常见的单基因遗传性脑小血管病,解析其发病机制有助于推进脑小血管病的整体认识。我们的CADASIL队列调查结果提示,R544C 点突变合并脑微出血率高达89%,远高于其他位点。因此,课题组构建了同源的R544C点突变小鼠,并在小鼠上观察到多发脑微出血,成功模拟了临床表型。首先,与WT小鼠相比,我们发现R544C点突变小鼠脑的髓鞘纤维密度稍下降、髓鞘碱性蛋白含量减少、caspase-3和caspase-9增加、血脑屏障结构受损和通透性增加。其次,为了探究R544C点突变在脑微出血中的作用及机制,本项目检测发现R544C点突变小鼠血脑屏障损伤,同时发现R544C小鼠的脑组织MMP-9增加、TIMP-1减少及MMP-9/TIMP-1比值增加,进一步探索了该点突调控MMP-9表达的相关信号通路,初步明确了脑微出血的发生机制。第三,我们构建了LPS诱导的亚急性脑微出血小鼠模型,发现相比于野生型小鼠,CADASIL的脑微出血数量更多、面积更大,并且对神经血管单元损伤更重。第四,我们将CADASIL小鼠与Ngb过表达转基因小鼠杂交,发现Ngb在CADASIL当中发挥了神经血管单元保护作用。最后,RNA-seq发现与WT小鼠相比,R544C小鼠线粒体跨膜复合体及线粒体自噬相关基因表达下调,并在R544C患者成纤维细胞上观察到了线粒体功能受损,在NOTCH3 R544C突变质粒转染的Hela细胞中观察到了胞质内可见蛋白聚集,提示蛋白降解障碍,可能与线粒体自噬障碍有关。此外,我们还额外完成了CADASIL队列建设,并探究了CADASIL合并脑出血的危险因素和CADASIL基因型与表型的相关性,提高了对CADASIL特殊表型和基因谱的认识。总之,本项目为脑微出血的研究提供了新的动物模型,为解析脑微出血的发生机制及防治提供了新思路和新靶点。
脑红蛋白对AMPK介导脑缺血损伤与修复的调控作用及机制研究
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批准号:81571133
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项目类别:面上项目
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资助金额:57.0万元
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批准年份:2015
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负责人:蔡斌
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依托单位:
TAT转导的脑红蛋白对脑缺血的神经保护机制研究
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批准号:81171114
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2011
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负责人:蔡斌
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依托单位:
国内基金
海外基金