长爪沙鼠脑缺血/再灌注神经损伤模型体系的建立及半胱氨酸蛋白酶抑制剂C的神经保护作用与分子机制
批准号:
32070531
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
陈振文
依托单位:
学科分类:
实验动物学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈振文
中文摘要
我们前期成功培育了长爪沙鼠脑缺血模型近交系,但有关其脑缺血/再灌注模型的观测时机、脑损伤程度、表型变化及之间的关联尚不清楚,成为推广应用的瓶颈。在培育近交系过程中我们发现半胱氨酸蛋白酶抑制剂C(CysC)与血管形成相关,文献和我们前期工作均提示CysC具有脑缺血神经保护作用;而脑缺血所导致的神经元持续性损伤与自噬和凋亡有关;CysC可通过p53等途径抑制自噬和凋亡;并且外泌体CysC作用明显。据此提出科学假说:CysC和外泌体CysC在脑缺血/再灌注中通过抑制凋亡和自噬缓解神经元持续性损伤。本项目拟利用长爪沙鼠脑缺血模型近交系和CysC敲除沙鼠建立标准化的脑缺血/再灌注模型体系,在此基础上通过体内外实验研究CysC和外泌体CysC通过抑制神经细胞自噬和凋亡缓解神经损伤,发挥对神经细胞保护作用和机制。本研究将为长爪沙鼠脑缺血模型近交系的推广应用提供依据,为寻求脑缺血神经保护新靶点奠定基础。
英文摘要
Previously, we successfully bred an inbred strain of high incidence of cerebral ischemic Mongolian gerbil (CIMG). However, the best observation time-point, severity of neurological injury, symptom score and the relations have not been explored clearly. This problem make it a big challenge for the wide application of this strain. During the breeding process, we found that cystatin C (CysC) is related with angiogenesis. The references and our primary studies implied that CysC exhibited a neurological protective effect in cerebral ischemia. It is also shown that persistent neurological injury resulted from cerebral ischemia was related to apoptosis and autophagy. On the other hand, CysC could inhibit apoptosis and autophagy via p53 pathway. Especially, the form of exosomal CysC indicated better effect than CysC protein in rescue of neurons and primary cortical smooth muscle cells from starvation-induced death. According to these researches, we propose a scientific hypothesis: CysC and exosomal CysC alleviate persistent neuronal damage by inhibiting apoptosis and autophagy during cerebral ischemia/reperfusion. In the present study, we will establish a standardized cerebral ischemia/reperfusion gerbil model system using CIMG and CysC knockout gerbils. Based on these work, we will study the effect and mechanism of CysC protein and exosomal CysC on amending persistent damage of the cerebral nerves by inhibiting the autophagy and apoptosis, consequently exert the protective effect in cerebral ischemia. This study will effectively promote the standardization and extensive use of cerebral ischemia/reperfusion model in gerbils and provide the consolidation of seeking new target for neurological protection in stroke treatment.
脑缺血/再灌注(I/R)损伤是阻碍患者恢复的重要因素。虽然长爪沙鼠是理想的脑缺血模型动物,但目前其I/R模型还缺乏标准化评价体系。本研究首次建立了以症状为导向的长爪沙鼠I/R模型制备方法。总结I/R后动物神经症状变化并拟定了评分标准。该方法制备的长爪沙鼠I/R模型成功率达56%,雄性死亡率显著高于雌性。研究结果显示再灌注后1 d后I/R长爪沙鼠体重、运动能力和抓力显著下降,神经行为学评分显著增加,形成明显梗死灶,出现组织水肿、神经元萎缩死亡、空泡化结构等典型病理特征,并随着再灌注时间的延长而部分恢复。.减少再灌注损伤一直被认为是提高患者术后恢复的有效途径,但目前仍缺乏有效的治疗靶点。文献显示半胱氨酸蛋白酶抑制C(Cystatin C,CysC)在多种疾病中具有神经保护作用,并且存在于神经细胞外泌体中。本研究探究了外泌体CysC作为I/R损伤治疗靶点的可行性及其分子机制。首先,我们比较三种外泌体供体细胞,结果发现相较于小鼠脑微血管内皮细胞(bEnd.3)和小鼠小胶质细胞(BV-2),小鼠神经母细胞瘤细胞(N-2a)具有更强的大脑靶向能力。氧-葡萄糖剥夺/复氧(OGD/R)后神经细胞的外泌体分泌增加而摄入减弱,当外泌体心内注射入I/R沙鼠后肝脏的摄入显著减少并积累到缺血半脑。此外,在体外OGD/R条件下,我们发现外泌体CysC能激活N-2a细胞AMPK-mTOR-ULK1通路增强自噬抑制凋亡,以及抑制组织蛋白酶B(Cathepsin B)的活性及其溶酶体渗漏保护神经细胞;外泌体CysC能减轻bEnd.3细胞的小管形成能力和迁移能力损伤,促进血管内皮生长因子(VEGF)和紧密连接蛋白-1(ZO-1)的表达;并且外泌体CysC能激活BV-2细胞的M2抗炎极化。在体内,我们通过再灌注后立即向I/R沙鼠模型心内注射外泌体CysC,发现外泌体CysC能有效减轻I/R沙鼠的体重降低,抓力和运动损伤,并减少脑梗死体积、大脑皮层和海马区神经元丢失以及降低血管损伤,增强梗死边缘区血管紧密连接。我们的研究建立了长爪沙鼠I/R 模型评价体系,同时为外泌体CysC作为I/R损伤治疗靶点提供了新的治疗策略和有力的理论依据。.
幽门螺杆菌致长爪沙鼠胃癌模型高发群体的选育及发病机制研究
-
批准号:31772545
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:63.0万元
-
批准年份:2017
-
负责人:陈振文
-
依托单位:
基因修饰动物微卫星不稳定性发生的生物学效应与机制研究
-
批准号:31372272
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:83.0万元
-
批准年份:2013
-
负责人:陈振文
-
依托单位:
长爪沙鼠脑缺血模型近交系的培育及模型发生相关机制
-
批准号:31172168
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:68.0万元
-
批准年份:2011
-
负责人:陈振文
-
依托单位:
应用微卫星DNA标记技术建立哺乳动物体内基因突变检测系统
-
批准号:30970420
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:33.0万元
-
批准年份:2009
-
负责人:陈振文
-
依托单位:
长爪沙鼠脑底动脉Willis环变异缺失遗传特性研究
-
批准号:30570261
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:29.0万元
-
批准年份:2005
-
负责人:陈振文
-
依托单位:
国内基金
海外基金