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基于小胶质细胞OPN/CTSB/NLRP3轴介导的炎症反应探讨H2S促进缺氧缺血性脑损伤后神经功能重建的机制研究

批准号:
82072535
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
王贞
依托单位:
学科分类:
康复治疗与康复机制
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王贞

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
神经炎症反应是缺氧缺血性脑损伤(HIBD)预后不良的重要原因。我们曾报道外源性H2S可改善HIBD新生鼠神经行为预后,但其机制不详。新近我们利用蛋白质组学分析发现,HIBD新生鼠受损皮层中骨桥蛋白(OPN)显著上调,溶酶体通路显著富集并涉及组织蛋白酶B(CTSB);同时发现在HIBD中OPN特异性定位于激活的小胶质细胞溶酶体,H2S的抗炎作用与其下调OPN表达正相关。由此我们推测HIBD后OPN表达上调并募集于小胶质细胞溶酶体,诱导其功能紊乱促进CTSB释放至胞质,从而激活NLRP3炎症小体;H2S通过调控小胶质细胞OPN/CTSB/NLRP3轴介导的炎症反应,促进HIBD后神经功能重建。本课题拟通过小胶质细胞条件敲除OPN小鼠联合体外实验,揭示OPN对HIBD小胶质细胞溶酶体功能及炎症反应的影响,阐明外源性H2S改善HIBD后神经功能障碍的机制,为探讨HIBD治疗提供新的靶点和实验依据。
英文摘要
Neuroinflammatory response is a leading cause of poor prognosis after hypoxic-ischemic brain injury (HIBD). Our previous work has demonstrated that exogenous H2S improves the neurobehavioral deficits following HI insult in neonatal mice, but the exact mechanisms remain unknown. Recently, we found that the expression of osteopontin (OPN) was markedly up-regulated in the ipsilateral cortex following HIBD in neonatal mice with TMT-based proteomic analysis. KEGG enrichment analysis indicated that the different proteins in HIBD group were enriched in lysosome pathway, including cathepsin B (CTSB). Furthermore, OPN was only colocalized in activated microglial lysosome. Exogenous H2S treatment down-regulated the expression of OPN, concomitant with attenuating neuroinflammation following HIBD in neonatal mice. Arising from this, we hypothesized that OPN expression was upregulated and accumulated in the microglial lysosome, which caused lysosomal dysfunction, promoted the release of CTSB to cytoplasm and activated NLRP3 inflammasome following HIBD; Endogenous H2S regulated OPN/CTSB/NLRP3 axis to attenuate the neuroinflammatory response and improve neurological function remodeling following HIBD in neonatal mice. Using microglial conditional OPN deficient mice in HIBD in vivo and in vitro, we aim to investigate the role of OPN in the lysosomal function of microglia and neuroinflammatory response, to elucidate the novel mechanisms of exogenous H2S to improve neurological dysfunction following HIBD. This project will provide new therapeutic target and experimental basis in HIBD.
新生儿缺氧缺血性(hypoxia-ischemia,HI)脑病是围产期时脑组织血流量减少或暂停导致神经系统损伤的常见疾病,是新生儿死亡和长期神经发育缺陷的主要原因。然而,狭窄的治疗时间窗口、高昂的治疗成本以及治疗效果欠佳等缺点限制这一治疗方法的广泛应用。因此,迫切需要对 HI 脑病的细胞和分子机制进行更深入的研究,并最终寻找更为有效且广泛可用的治疗靶点和方法。. 基于文献和本实验室前期研究基础,本研究的目的是采用新生小鼠HI脑损伤模型明确OPN在脑组织中的亚细胞定位;检测OPN对HI脑损伤后溶酶体功能和自噬流的影响;验证OPN诱导溶酶体功能紊乱后对小胶质细胞介导神经炎症的影响;探讨HI损伤后iOPN和sOPN调控溶酶体损伤的具体分子机制,为HI损伤后溶酶体功能障碍的病理生理学提供新的机制见解。结果发现:新生小鼠 HI脑损伤后因溶酶体功能障碍导致组织蛋白酶B (cathepsin B,CTSB)释放至细胞质中,进而激活受损皮层中NLRP3炎症小体,加剧新生小鼠HI脑损伤后的炎症反应。OPN在新生小鼠 HI受损皮层小胶质细胞表达增强,并与溶酶体相关膜蛋白1(LAMP1)和Galectin-3共定位,同时伴随着受损皮层LAMP1和Galectin-3表达的增加、CTSB渗漏以及早期自噬流量的损伤。此外,敲低脑内OPN表达显著恢复了溶酶体功能,继而改善HI损伤后自噬流障碍。我们还观察到在HI后的损伤皮层中观察到切割的OPN。同时证明全长OPN和N-末端OPN(1-153),与Galectin-3相互作用继而诱导小胶质细胞溶酶体损伤,C-末端OPN的(154-294)不参与OPN与Galectin-3相互作用。此外,在体外小胶质细胞中分泌的OPN通过与小胶质细胞中的CD44结合来刺激溶酶体损伤。总之,本研究表明,小胶质细胞中上调的OPN及其切割产物与Galectin-3相互作用,以及分泌的OPN与CD44结合,导致溶酶体损伤,并加剧HI暴露后的自噬体积累。为HI 损伤后小胶质细胞溶酶体功能障碍诱发神经炎症的病理分子机制提供新的见解。
M1区神经元激活释放的EVs介导miR-100-5p motif/TLR7在缺血性脑卒中的作用及机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    王贞
  • 依托单位:
H2S调控BMSCs外泌体相关miR-9/TN-C轴对HIBD后的神经保护作用及机制研究
  • 批准号:
    81873768
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    56.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    王贞
  • 依托单位:
利用条件基因敲除技术研究内源性H2S调控Shh通路对HIBD后新生小鼠海马神经再生的影响
  • 批准号:
    81671213
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    王贞
  • 依托单位:
饱和脂肪酸对胚胎神经系统发育的影响及机制研究
  • 批准号:
    81200879
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    王贞
  • 依托单位:
国内基金
海外基金