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Apelin-13通过SIRT3抑制NLRP3炎性小体介导的细胞焦亡在脑缺血再灌注损伤中的作用研究

批准号:
82101410
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
贺茂涛
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:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
贺茂涛

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
缺血性脑卒中是成年人致死致残的主要原因之一,目前尚无有效的药物治疗手段。我们前期研究发现,apelin-13对脑缺血再灌注损伤具有神经保护作用,能够明显增加SIRT3的表达并且能够抑制NLRP3炎性小体介导的细胞焦亡。但敲除SIRT3后,apelin-13不能够抑制NLRP3炎性小体介导的细胞焦亡进而不能发挥神经保护作用。因此,我们提出“Apelin-13通过调控SIRT3抑制NLRP3炎性小体介导的细胞焦亡改善脑缺血再灌注损伤”的科学假设。本项目将在动物和细胞水平敲除和过表达SIRT3并建立脑缺血再灌注模型,应用行为学、电镜、RNA scope、western blot和免疫荧光双标等方法研究。系统阐明apelin-13通过SIRT3抑制NLRP3炎性小体介导的细胞焦亡而发挥神经保护作用及分子机制,有助于探讨apilen-13成为神经保护剂的可能性及作用靶点,为脑卒中的防治提供新策略。
英文摘要
Ischemic stroke is a leading cause of death and disability for adults, and there is no effective drug treatment. Our previous study found that apelin-13 has a neuroprotective effect on cerebral ischemia-reperfusion injury. Apelin-13 can significantly increase the expression of SIRT3 and inhibit the NLRP3 inflammasome-mediated pyroptosis. However, apelin-13 could not inhibit the NLRP3 inflammasome-mediated pyroptosis and thus could not exert a neuroprotective effect after knocking out SIRT3. Therefore, this project proposed the scientific hypothesis that "Apelin-13 inhibits NLRP3 inflammasome-mediated pyroptosis via SIRT3 and ameliorates cerebral ischemia/reperfusion injury". In this project, the SIRT3 will be knockout and overexpressed at the animal and cellular model and a cerebral ischemia/reperfusion model will be established. The behavioral, electron microscopy, RNA scope, western blot, and immunofluorescence double-labeling methods will be used. This project systematically clarifies that apelin-13 exerts neuroprotective effects and molecular mechanisms by inhibiting NLRP3 inflammasome-mediated pyroptosis via SIRT3. This project helps to explore the possibility and target of apelin-13 as a neuroprotective agent and provides a new strategy for the prevention and treatment of stroke.
脑卒中是我国成人致死、致残的首位病因。根据《中国脑卒中防治报告》,我国每12秒就有一人发生脑卒中,每21秒就有一人死于脑卒中,全国每年死于脑卒中的患者高达190多万!但脑缺血再灌注损伤其涉及的可能分子机制仍未阐明,能有效缓解脑缺血再灌注损伤的有效治疗策略仍未建立。因此探究脑缺血再灌注损伤的发病机制及寻找可能的神经保护剂,对于脑缺血再灌注损伤的防治具有重要意义。Apelin-13由人染色体上的APLN基因产生的一种多肽,是APJ受体的内源性配体。研究表明,apelin-13具有神经保护作用。本研究探究Apelin-13是否通过抑制NLRP3炎性小体引起的细胞焦亡发挥神经保护作用及探究由巨噬细胞膜包裹并负载Apelin-13调节肽的纳米粒子能否穿透血脑屏障(BBB)进一步发挥神经保护作用。本研究结果,Apelin-13可以改善OGD/R处理后HT22的活性、抑制NLRP3/caspase-1/GSDMD通路蛋白水平的上调。我们开发了一种利用巨噬细胞膜包裹Apelin-13的功能性纳米颗粒递送系统(MM/ANPs),将 Apelin-13高效递送至炎症区域,MM/ANPs能有效穿越血脑屏障,并选择性地在缺血及炎症区域积聚。在小鼠缺血再灌注损伤模型中,这些纳米颗粒显著改善了神经学评分,并减少了梗死体积。Apelin-13从MM/ANPs中逐渐释放出来,通过增强沉默调节蛋白3(SIRT3)的活性来抑制NLRP3炎症小体的组装,进而抑制炎症反应和炎性程序性坏死。SIRT3的正向调节作用进一步抑制了由NLRP3介导的炎症,显示出这些纳米颗粒在缺血性脑卒中治疗方面的临床应用潜力。MM/ANPs的生物相容性和安全性通过体外细胞毒性试验、血脑屏障通透性试验、生物安全性评估以及血液相容性研究得到了证实。本项目结果将有助于探讨apilen-13成为神经保护剂的可能性及作用靶点,为筛选、评价新的治疗脑缺血再灌注损伤药物提供理论依据。
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