PRMT6影响SIRT3可变剪切调控CypD乙酰化水平介导脓毒症脑病时线粒体损伤的机制研究
批准号:
82102259
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
李银娇
依托单位:
学科分类:
脓毒症
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
李银娇
中文摘要
脓毒症脑病(SAE)是脓毒症的严重并发症,影响患者预后,目前尚无有效防治手段。我们前期研究证实海马神经元凋亡参与SAE的病理过程,机制不清。预实验发现SAE小鼠海马神经元PRMT6上调,PRMT6敲除小鼠SAE时细胞凋亡减少、认知功能改善;进一步研究证实PRMT6通过CypD-mPTP调控神经元线粒体损伤;筛查发现PRMT6影响SIRT3可变剪切,调控CypD乙酰化水平;数据库预测提示SIRT3基因外显子中有可变剪切的识别序列和结合位点。由此推测:SAE时海马神经元PRMT6表达上调,影响SIRT3可变剪切,上调CypD乙酰化水平,促进mPTP过度开放,导致线粒体损伤并介导神经元凋亡。本项目拟系统探讨PRMT6在SAE时线粒体损伤介导海马神经元凋亡中的作用,并探索PRMT6→SIRT3→CypD轴在神经元线粒体损伤中的作用及分子机制。研究结果将为临床上防治SAE提供潜在靶点。
英文摘要
Sepsis-associated encephalopathy (SAE) is a serious complication of sepsis, affecting the prognosis of patients. Currently, there is no effective prevention and treatment. Our previous study confirmed that hippocampal neuron apoptosis involved in the pathology of SAE, but the mechanism is unclear. Firstly, we found that PRMT6 was up-regulated in hippocampus of SAE mice. And PRMT6-/- mice showed reduced apoptosis and improved cognition. Secondly, we confirmed that PRMT6 mediated mitochondrial damage by regulating CypD-mPTP. Furtherly, screening experiment revealed that modulation of SIRT3 alternative splicing by PRMT6 regulated CypD acetylation status. Database prediction suggests that there are alternative splicing recognition sequences and binding sites in SIRT3 gene exon. Therefore, we speculate that upregulation of PRMT6 in hippocampus modulated SIRT3 pre-mRNA splicing and thus increased CypD acetylation which promoted the opening of mPTP, leading to mitochondrial damage and neuron apoptosis in SAE. In this project, we will systematically explore the role of PRMT6 in mitochondrial damage and neuron apoptosis in SAE. We will also study the underlying mechanism of “PRMT6→SIRT3→CypD” in mitochondrial damage in SAE. The results may provide a reference for clinical prevention and treatment of SAE.
脓毒症相关性脑病(SAE)是继发于脓毒症的认知功能障碍,脓毒症合并SAE患者死亡风险增高,幸存患者远期还会出现不同程度的认知以及神经功能障碍。本课题组前期研究发现PRMT6参与调控脓毒症时神经元损伤,通过进一步探索其机制,得出以下研究结果:①SAE时海马神经元PRMT6蛋白表达下调;②动物实验明确PRMT6抑制剂EPZ020411加重SAE时神经元损伤和认知功能障碍;③细胞实验明确PRMT6通过调节PSD95蛋白水平参与神经元损伤;④PRMT6调节PSD95 K48泛素化修饰,通过泛素-蛋白酶体途径发挥稳定PSD95蛋白的作用;⑤质谱分析鉴定出PRMT6-PSD95调控通路中潜在的E3连接酶TRIM28;⑥TRIM28调节PSD95 K48泛素化修饰,通过泛素-蛋白酶体途径促进PSD95蛋白降解;⑦SAE时神经元中TRIM28总蛋白水平无显著变化,而胞核内TRIM28下调,胞浆内TRIM28蛋白水平上调,提示神经元损伤时TRIM28出核过程增强;⑧动物实验明确海马神经元中特异性过表达TRIM28加重SAE时的认知功能障碍,加重树突棘减少,加重突触后致密带丢失;⑨PRMT6甲基化修饰TRIM28,影响其胞浆胞核转移,使得胞浆内TRIM28蛋白水平下调,从而抑制TRIM28与PSD95蛋白间互作。综合以上研究结果,得出以下研究结论:1.SAE时海马神经元PRMT6蛋白表达下调;2.PRMT6改善SAE时神经元损伤和认知功能障碍;3.PRMT6通过泛素-蛋白酶体途径稳定突触后致密蛋白PSD95,从而改善神经元损伤;4.TRIM28可能是调节PSD95 K48泛素化修饰的E3连接酶,促进其泛素-蛋白酶体途径降解;5.SAE时TRIM28出核过程增强,胞浆内TRIM28蛋白水平上调;6.海马神经元过表达TRIM28加重SAE时的神经元损伤和认知功能障碍;7.PRMT6甲基化修饰TRIM28,影响其胞浆胞核分布,使得胞浆内TRIM28蛋白水平下调,从而抑制TRIM28介导的PSD95泛素-蛋白酶体途径降解,稳定PSD95蛋白,减轻突触后致密带丢失,改善神经元损伤,改善SAE时认知功能障碍。综上,本课题研究结果有望为临床上预防和治疗SAE提供潜在靶点。
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