逆转hnRNPA2/B1-SG水凝胶相变抑制MCI大鼠术后神经认知功能障碍(PNCD)研究及Kapβ2的驱动机制
批准号:
82071220
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
王海云
依托单位:
学科分类:
意识障碍与认知功能障碍
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王海云
中文摘要
轻度认知功能障碍(MCI)是术后神经认知功能障碍(PNCD)高发人群,加速向痴呆进程,亟需阐明机理并找到有效防治策略。前期发现随MCI-痴呆加重,核内不均一核糖核蛋白A2/B1(hnRNPA2/B1)核-质转移并在胞质积聚(Front Aging Neurosci),因此推测胞质hnRNPA2/B1液-液相分离加剧、引发应激颗粒(SG)水凝胶相变是PNCD关键机制。Kapβ2特异识别hnRNPA2/B1携带入核并恢复其功能、解聚SG。本项目制作MCI大鼠骨折切开内固定模型,培养低氧神经元,应用达到全身麻醉效能七氟烷、丙泊酚、地氟烷,从颅内血管功能、PNCD、fMRI、hnRNPA2/B1表达及功能、SG水凝胶相变测定,探讨hnRNPA2/B1-SG水凝胶相变通路在PNCD发生机制中关键作用及正调控Kapβ2防治PNCD可行性,为痴呆高转化率MCI患者围手术期神经功能保护及康复提供新思路。
英文摘要
Mild cognitive impairment (MCI) is a high incidence population of postoperative neurocognitive impairment (PNCD), which accelerates the process of MCI to dementia. It is necessary to clarify the mechanism and find effective prevention and treatment strategies. In the previous studies, we found that with the aggravation of MCI- dementia, the heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A2/B1 (hnRNPA2/B1) occurred nuclear cytoplasm transfer and accumulated in the cytoplasm (published in “Front Aging Neurosci” ). We speculated that the liquid-liquid phase separation of cytoplasmic hnRNPA2/B1 aggravates and triggers the stress granules (SG) hydrogel phase transition were the key mechanisms of PNCD. Kapβ2 can specifically recognize hnRNPA2/B1 and restore its function and depolymerize SG. Therefore in this study, MCI rat open reduction and internal fixation of fracture model was made and primary neuron was cultured. The depth of general anesthesia was achieved by sevoflurane, propofol or desflurane. The key roles of hnRNPA2/B1-SG hydrogel phase transition pathway in the pathogenesis of PNCD, the prevention and control feasibility by positive regulated Kapβ2 were discussed from the aspects of intracranial vascular function, PNCD, fMRI, hnRNPA2/B1 expression and function, and SG hydrogel phase transition. The present study will provide a new idea for the perioperative protection and rehabilitation of neurological function of MCI patients who have the high conversion rate to dementia.
本研究聚焦于轻度认知功能障碍(MCI)患者在全身麻醉下术后神经认知功能障碍(PNCD)的发生机制,探索核转运因子Kapβ2在调控核糖核蛋白A2/B1(hnRNPA2/B1)及应激颗粒(SG)水凝胶相变中的作用。MCI患者由于术前神经功能受损,术后发生PNCD的风险显著增高,而PNCD加速了MCI向痴呆的进展。项目组前期研究发现,hnRNPA2/B1在MCI至痴呆的转变过程中由胞核向胞质转移,形成SG并发生水凝胶相变,导致认知损伤。关键问题在于,该机制是否参与MCI大鼠发生PNCD及正调控核转运因子Kapβ2是否可逆转此过程尚不清楚。本研究主要研究内容包括:①通过在体动物实验,研究不同全身麻醉药物(七氟烷、丙泊酚、地氟烷)对MCI大鼠PNCD发生率、海马电生理、hnRNPA2/B1状态及认知相关基因表达的影响,并探讨Kapβ2的调控作用;②利用大鼠海马神经元细胞模型,研究Kapβ2如何介导hnRNPA2/B1通过核孔复合体(NPC)回到细胞核,调控SG水凝胶相变及其对认知功能的影响;③在体实验中进一步考察Kapβ2的正调控对老年MCI大鼠术后海马hnRNPA2/B1-SG形成及术后远期认知功能的影响。研究结果表明:①七氟烷、丙泊酚和地氟烷均可加剧MCI大鼠的术后认知障碍。其中七氟烷显著降低海马Theta节律能量,抑制认知相关蛋白表达,并加重hnRNPA2/B1纤维化;而Kapβ2的过表达能够改善认知功能,恢复蛋白表达,并减轻hnRNPA2/B1纤维化。②细胞实验结果显示,七氟烷、丙泊酚和地氟烷可诱导大鼠海马神经元hnRNPA2/B1出核,并在细胞质中形成SG及水凝胶相变。特别是七氟烷的损伤最为严重。过表达Kapβ2能够逆转hnRNPA2/B1的水凝胶相变,恢复SG的流动性。③动物实验进一步验证了Kapβ2的正调控能够促进MCI大鼠海马hnRNPA2/B1入核,减少其与SG核心蛋白TIA1的共定位,从而减轻海马白质纤维束损伤。本研究的科学意义在于揭示了Kapβ2在MCI患者术后PNCD发生过程中的重要作用,为围手术期神经功能保护提供了新的思路,特别是为具有痴呆高转化风险的MCI患者提供了潜在的干预策略。
逆转hnRNPA2/B1-SG水凝胶相变抑制MCI大鼠术后神经认知功能障碍(PNCD)研究及Kapβ2的驱动机制
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:55万元
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批准年份:2020
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负责人:王海云
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依托单位:
基于Bip-GABAA受体α1蛋白稳态(proteostasis)的MCI大鼠麻醉药物筛选、配伍策略
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批准号:81571054
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项目类别:面上项目
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资助金额:57.0万元
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批准年份:2015
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负责人:王海云
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依托单位:
KCC2—GABA A受体反转(converting)在丙泊酚后处理脑保护作用中的机制研究
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批准号:81100984
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2011
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负责人:王海云
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依托单位:
PI3K—AMPA受体GluR2运输(trafficking)在丙泊酚后处理长程脑保护作用中的机制研究
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批准号:81071059
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项目类别:面上项目
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资助金额:31.0万元
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批准年份:2010
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负责人:王海云
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依托单位:
国内基金
海外基金