PDHK1调控的线粒体能量代谢和氧化应激在心肺复苏后全脑缺氧缺血损伤中的作用及机制研究

批准号:
81501137
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
17.5 万元
负责人:
王鹏
依托单位:
学科分类:
H0914.神经功能保护与功能调控
结题年份:
2018
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
黄子通、周莉莉、林嘉莉、吴海东、姚蓝、李毅、刘远山、陈明迪
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中文摘要
全脑缺血缺氧损伤是造成心肺复苏后患者死亡的主要原因,而脑内能量代谢与氧化应激异常是全脑缺血缺氧损伤发生的一个重要变化,然而具体的分子机制仍然不清楚。 PDHK1是调控细胞代谢的一个重要分子,它可以通过丙酮酸脱氢酶(PDH)来调节线粒体能量代谢,而线粒体能量代谢与线粒体氧化应激有密切关联。我们前期研究发现,在心肺复苏后全脑缺血缺氧损伤组织中ATP含量显著减低,并且PDHK1表达明显升高。结合文献报道与我们的研究,我们认为在全脑缺血缺氧损伤中PDHK1通过调控线粒体能量代谢和氧化应激发挥重要作用,并且抑制PDHK1将有利于降低神经功能损伤。本课题将利用动物和细胞模型,在分子、细胞和动物水平上揭示PDHK1在心肺复苏后脑缺血缺氧损伤中发挥的重要作用及分子调控机制,并验证DCA(PDHK1抑制剂)对全脑缺血缺氧损伤的保护作用。本课题将为脑缺血缺氧损伤的防治寻找分子代谢靶点,并为药物干预打下基础。
英文摘要
Global brain hypoxic-ischemic injury is the main cause of death in patients with cardiopulmonary resuscitation, and the brain energy metabolism and oxidative stress dysfunction are the important changes after global cerebral hypoxic-ischemic injury. However, the molecular mechanism of brain energy metabolism and oxidative stress dysfunction remain unclear. PDHK1 is an important molecular regulator for cell metabolism, which can regulate mitochondrial energy metabolism through pyruvate dehydrogenase (PDH), and the mitochondrial energy metabolism and mitochondrial oxidative stress are closely linked. Our previous study found that the ATP content was significantly reduced in hypoxic-ischemic brain tissues after cardiopulmonary resuscitation and PDHK1expression was significantly increased. Combined with previous literature and our study, we proposed that PDHK1 play an important role through regulation of mitochondrial energy metabolism and oxidative stress in global cerebral hypoxic-ischemic injury, and inhibits PDHK1 will help reduce neurological damage. This study will reveal the important role and mechanism of PDHK1 in cerebral hypoxic-ischemic injury after cardiopulmonary resuscitation at the molecular, cellular and whole animal levels through animal and cell models, and also verify the protective effect of DCA ( PDHK1 inhibitors) against cerebral hypoxic-ischemic injury. This study will find molecular metabolic target for cerebral hypoxic-ischemic injury and provide the basis for prevention of cerebral hypoxic-ischemic injury.
心脏骤停后患者死亡的因素中脑损伤占据首要位置, 脑功能的恢复是决定心脏骤停患者预后的关键。目前对脑损伤的研究仍然有很大不足,心肺复苏后发生脑功能损伤的分子机制及可能的药物治疗靶点仍然认识有限。丙酮酸脱氢酶激酶(Pyruvate dehydrogenase kinase, PDHK)是线粒体丙酮酸脱氢酶复合体(Pyruvate dehydrogenase complex, PDH)的负调节因子,它可以调控线粒体的三羧酸循环和氧化磷酸化。前期研究发现复苏后PDHK1在脑内表达显著升高,但其发挥的作用及机制不清楚。本项目研究发现PDHK1在复苏后缺血性脑损伤中起重要作用。PDHK1能够通过琥珀酸代谢提高复苏后神经细胞的氧化应激水平,能够通过抑制PDH来降低线粒体的能量代谢水平。通过药物(DCA)抑制PDHK1的表达,能够降低复苏后缺血性神经功能损伤,提高线粒体代谢水平,提高大鼠生存率。本项目利用动物和细胞模型,在分子、细胞和动物水平上揭示PDHK1在心肺复苏后脑缺血缺氧损伤中发挥的重要作用及分子调控机制。本研究证实PDHK1及通路可以成为脑缺血性损伤的分子治疗靶点,并为分子代谢药物治疗缺血性脑损伤提供临床前研究基础。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Carbon Monoxide Improves Neurologic Outcomes by Mitochondrial Biogenesis after Global Cerebral Ischemia Induced by Cardiac Arrest in Rats.
一氧化碳通过线粒体生物发生改善大鼠心脏骤停引起的全脑缺血后的神经系统结果
DOI:10.7150/ijbs.13222
发表时间:2016
期刊:International journal of biological sciences
影响因子:9.2
作者:Wang P;Yao L;Zhou LL;Liu YS;Chen MD;Wu HD;Chang RM;Li Y;Zhou MG;Fang XS;Yu T;Jiang LY;Huang ZT
通讯作者:Huang ZT
Inhibition of dynamin-related protein 1 has neuroprotective effect comparable with therapeutic hypothermia in a rat model of cardiac arrest
在心脏骤停的大鼠模型中,抑制动力相关蛋白 1 具有与低温治疗相当的神经保护作用。
DOI:10.1016/j.trsl.2018.01.002
发表时间:2018-04-01
期刊:TRANSLATIONAL RESEARCH
影响因子:7.8
作者:Wang, Peng;Li, Yi;Tang, Wanchun
通讯作者:Tang, Wanchun
Activation of Pyruvate Dehydrogenase Activity by Dichloroacetate Improves Survival and Neurologic Outcomes After Cardiac Arrest in Rats.
二氯乙酸激活丙酮酸脱氢酶活性可改善大鼠心脏骤停后的存活率和神经系统结果。
DOI:10.1097/shk.0000000000000971
发表时间:2018
期刊:Shock
影响因子:3.1
作者:Wang Peng;Chen Mingdi;Yang Zhengfei;Yu Tao;Zhu Jie;Zhou Lili;Lin Jiali;Fang Xiangshao;Huang Zitong;Jiang Longyuan;Tang Wanchun
通讯作者:Tang Wanchun
Dynamic Changes of Mitochondrial Fusion and Fission in Brain Injury after Cardiac Arrest in Rats.
大鼠心脏骤停后脑损伤中线粒体融合与裂变的动态变化。
DOI:10.1155/2017/1948070
发表时间:2017
期刊:BioMed research international
影响因子:--
作者:Li Y;Tang Q;Wang P;Qin J;Wu H;Lin J;Huang Z
通讯作者:Huang Z
Enhanced neuroprotective efficacy of bone marrow mesenchymal stem cells co-overexpressing BDNF and VEGF in a rat model of cardiac arrest-induced global cerebral ischemia.
在心脏骤停引起的全脑缺血大鼠模型中,骨髓间充质干细胞共过表达 BDNF 和 VEGF 增强神经保护功效。
DOI:10.1038/cddis.2017.184
发表时间:2017-05-11
期刊:Cell death & disease
影响因子:9
作者:Zhou L;Lin Q;Wang P;Yao L;Leong K;Tan Z;Huang Z
通讯作者:Huang Z
METTL1上调破骨细胞BMP2 UFMylation修饰在强直性脊柱炎病理性成骨中的作用机制研究
- 批准号:82372372
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:49万元
- 批准年份:2023
- 负责人:王鹏
- 依托单位:
保守和非保守海浪效应对南海北部升降流的影响及其机制
- 批准号:--
- 项目类别:--
- 资助金额:30万元
- 批准年份:2022
- 负责人:王鹏
- 依托单位:
去泛素化酶USP12通过酮体代谢调控心肺复苏后线粒体分裂介导的脑轴突退化的作用和机制研究
- 批准号:82272239
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:52万元
- 批准年份:2022
- 负责人:王鹏
- 依托单位:
ME1调控的线粒体代谢重构在心肺复苏后心肌氧化应激损伤中的作用和机制研究
- 批准号:2020A151501641
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:10.0万元
- 批准年份:2020
- 负责人:王鹏
- 依托单位:
表皮干细胞外泌体通过miR-200s/ZEB轴诱导增生性瘢痕成纤维细胞MET的机制研究
- 批准号:82002043
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:24.0万元
- 批准年份:2020
- 负责人:王鹏
- 依托单位:
ME1调控的线粒体琥珀酸代谢在心肺复苏后全脑缺血损伤中的作用和机制研究
- 批准号:81971805
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:王鹏
- 依托单位:
LncRNA-OC促进TAK1泛素化降解介导破骨细胞分化减弱在强直性脊柱炎病理性成骨中的作用及机制研究
- 批准号:81871750
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:57.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:王鹏
- 依托单位:
Rac1-p38β-IL6 通路介导的MSCs 免疫调节能力异常在强直性脊柱炎发病机制中的作用研究
- 批准号:81401850
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:23.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:王鹏
- 依托单位:
国内基金
海外基金
