甲酯化脂氧素A4通过调节PI3K/Akt/Nrf2通路改善血管性痴呆大鼠认知功能的分子机制
结题报告
批准号:
81701082
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
靳玮
依托单位:
学科分类:
H0902.意识障碍与认知功能障碍
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
王天俊、范鸣玥、贾砚秋、蒋欣、肖伊宁、宋佳熙、石源源、王九雪、刘扬
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中文摘要
血管性痴呆(VD)是世界范围内第二常见类型痴呆,发病机制不十分明确。大脑神经元PI3K /Akt/Nrf2信号通路是VD发病机制中有关氧化应激和凋亡研究的活跃前沿。甲酯化脂氧素A4(LXA4 ME)具有抗氧化应激和抗凋亡作用。我们预实验结果提示:PI3K、Akt、Nrf2与学习记忆相关。因此提出假说:PI3K/Akt/ Nrf2信号通路可能参与VD发生, 而LXA4 ME可能通过激活该通路发挥抗氧化应激和抗凋亡作用,进而改善大鼠学习记忆能力。综上,我们建立VD动物模型和海马神经元缺氧缺糖细胞模型,采用免疫组化、TUNEL、RT-qPCR、Western-Blot、激光共聚焦显微镜等技术,从基因、分子、细胞、组织和动物整体等层面探讨该通路在VD中的作用,并应用LXA4 ME和PI3K抑制剂-LY294002干预。本研究将从LXA4 ME抗氧化应激和抗凋亡作用这个新视角为VD的防治提供新思路。
英文摘要
Vascular dementia (VD) is an acquired syndrome of cognitive impairment which is induced by various kinds of cerebral vascular diseases. It is incontrovertible that VD is the second most common cause of dementia after Alzheimer’s disease in the world. Up to now, the pathogenesis of VD is not yet entirely clear and there are no especially effective drugs. The active frontline of illustrating the characters of oxidative stress and apoptosis in the etiology of VD still focuses on the PI3K/Akt//Nrf2 signaling pathway of hippocampal circuit. Studies have shown that LipoxinA4 methyl ester (LXA4 ME) has significant anti-oxidation and anti-apoptosis effects. Our pre-study showed that phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K), protein kinase B (Akt), nuclear factor erythroid 2- related factor 2 (Nrf2) are strictly associated with learning and memory after chronic cerebral hypoperfusion, but the exact mechanism is still unknown. So we suggest that the PI3K/Akt/Nrf2 signaling pathway may be involved in the occurrence of VD, and LXA4 ME probably play its anti-oxidation and anti-apoptosis effects through activating this signaling pathway, and then improve the learning and memory abilities of VD rats. To explore the hypothesis, we will establish the VD rat model and perform the cellular model derived from hippocampi of rats as well. The cells will be cultured in oxygen/glucose deprivation environment. In this study, the techniques of immunohistochemistry, electron microscopy, real-time quantitative PCR, Western-Blot, confocal laser scanning microscope will be used to investigate the changes of the PI3K/Akt/Nrf2 signaling pathway in animal and hippocampal neuron from different levels of gene, molecule, cell, tissue and VD rats. Meanwhile, LXA4 ME and the inhibitor of PI3K –LY294002 will be used as interventions. Our research will put new insight into the therapy of VD through exploring the anti-oxidation and anti-apoptosis effects of LXA4 ME.
随着人口老龄化进程的加快,由慢性脑低灌注(CCH)引起的血管性痴呆(VD)已成为老龄人群健康的一大威胁。CCH损伤导致VD的分子生物学机制尚不完全明确。由于VD是具有预防和治疗希望的一类痴呆,因此探讨VD的发病机制并寻求能够有效防治VD的药物尤为重要。脂氧素A4(lipoxin A4,LX A4)是一类重要的内源性脂质抗炎性介质。尽管近年来LXA4在中枢神经系统疾病中的神经保护作用受到了日益增多的关注,但至今罕有关于LXA4在CCH损伤中发挥神经保护作用的机制的报道。我们前期的研究首次报道甲酯化脂氧素A4(LXA4 ME)—一种稳定的LXA4合成类似物,可能通过激活ERK/Nrf2通路改善CCH早期VD大鼠的认知功能。本课题旨在探索早期应用LXA4 ME是否通过调节PI3K/Akt通路抑制CCH慢性期发生的海马神经元凋亡,发挥远期神经保护作用,改善VD大鼠的认知功能。为进一步明确PI3K/Akt通路是否参与该保护机制,研究中采用LY294002 作为特异性的PI3K抑制剂进行干预观察。研究发现LXA4 ME通过激活PI3K/Akt信号通路和调节重要的下游分子的表达,明显减少了CCH导致的海马神经元的凋亡,改善了VD大鼠的认知功能。此外,研究还观察到LXA4 ME可能通过激活ERK/CREB信号通路增加了VD大鼠海马神经元突触后致密物(PSD)厚度,上调了PSD-95及突触素(SYN)的表达,改善了海马CA1区神经元的突触超微结构和突触可塑性,从而改善CCH致VD大鼠的学习记忆能力。细胞实验中,采用无糖介质+低氧混合气体循环(95% N2/5% CO2)方法建立PC12细胞缺糖-缺氧(OGD)模型模拟体内缺血缺氧环境,测定不同浓度、不同干预时间的LXA4 ME对 OGD 后PC12细胞氧化应激损伤及凋亡的影响。结果显示在干预24小时时,400 nmol/L浓度LXA4 ME组能更好地增加细胞线粒体膜电位,减轻氧化应激损伤以及抑制细胞凋亡。细胞实验为证实LXA4 ME的抗细胞凋亡作用机制提供了更多的证据。本课题采用免疫组化、TUNEL、Western-Blot、流式细胞术、透射电镜等技术,从多个角度探讨了LXA4 ME改善CCH导致的VD的机制,为VD的治疗提供了更多的依据和更为广阔的前景,值得进一步深入的研究。
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Homocysteine: A modifiable culprit of cognitive for us to conquer?
同型半胱氨酸:我们需要克服的可改变的认知罪魁祸首?
DOI:--
发表时间:2019
期刊:Journal of the Neurological Sciences
影响因子:4.4
作者:Yifan Ji;Peiyuan Lyu;Wei Jin;Xiangyu Li;Xiaosha Li;Yanhong Dong
通讯作者:Yanhong Dong
DOI:10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2020.105393
发表时间:2020-12-01
期刊:JOURNAL OF STROKE & CEREBROVASCULAR DISEASES
影响因子:2.5
作者:Ji, Yifan;Li, Xiangyu;Lv, Pei Yuan
通讯作者:Lv, Pei Yuan
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