《大鼠低血糖性腦水腫的分子機制研究》是依託上海交通大學，由趙玉武擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：大鼠低血糖性腦水腫的分子機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：趙玉武
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
血糖降低導致交感神經興奮或中樞神經功能障礙稱為低血糖症。低血糖較高血糖具有更迅速、直接且嚴重的危害；反覆發作可導致永久性腦功能障礙及痴呆；急性低血糖可引起血腦屏障（BBB）損害及腦水腫，是低血糖性腦損傷的重要原因之一。但迄今為止，低血糖性腦水腫發生和發展的分子機制尚未闡明。我們前期研究表明AQP4和BBB緊密連線蛋白在低血糖性腦水腫中有重要的作用，結合文獻學習及前期實驗基礎，我們提出AQP4和緊密連線蛋白Occludin有著相互作用關係，在低血糖性腦水腫的發生中共同起作用。基於此，本項目擬在共培養的SD大鼠大腦星形膠質細胞和腦微血管內皮細胞中證實AQP4和緊密連線蛋白Occludin的相互作用，並從體內和體外兩個方面證實AQP4和Occludin在低血糖性腦水腫中的作用，進一步闡明大鼠低血糖性腦水腫的分子機制，為低血糖性腦水腫的早期防治提供新的思路和靶點，具有重要的理論價值及臨床意義。
結題摘要
低血糖最容易導致腦損傷。腦水腫是低血糖性腦損傷的重要原因。本課題組在前期“葡萄糖再灌注性腦損傷”概念提出的基礎上，主要研究了低血糖大鼠腦水腫發生的分子機制及腦損傷的新的作用靶點。基本取得了預期成果，具體內容如下：（1）根據文獻，建立標準的嚴重低血糖大鼠模型，證實了低血糖性腦水腫的發生和血腦屏障破壞，研究發現低血糖大鼠在恢復血糖後腦組織內AQP4的表達量明顯增加，而緊密連線蛋白Claudin-5、occludin、ZO-1在低血糖後腦組織內表達量持續性降低，這一變化趨勢與低血糖大鼠腦水腫的發生和血腦屏障破壞明顯相關。（2）體外細胞系CTX-TNA2轉染AQP4質粒進一步證實AQP4與低糖後星形膠質細胞細胞體積變化相關，提示AQP4參與了低糖後星形膠質細胞水腫的發生。體外transwell培養的微血管內皮細胞經過低糖培養，證實了低糖時Claudin-5表達降低，微血管內皮細胞旁通透性增加，而外源性VEGF可以抑制Claudin-5表達量在低糖時下降和上調Glut-1的表達，從而增加葡萄糖的轉運，減少低糖時內皮細胞凋亡，減輕低血糖時血腦屏障破壞。（3）運用AQP4敲除小鼠建立低血糖模型，研究發現AQP4 -/-小鼠較AQP4 +/+小鼠在發生低血糖後Claudin-5表達量下降程度減少，血腦屏障損傷程度輕。其可能機制為低血糖小鼠體內PPAR-r和HO-1降低，而敲除AQP4可以逆轉低血糖小鼠PPAR-r和HO-1的降低從而減輕血腦屏障的破壞。（4）探索性研究了低血糖時腦損傷的新機制：運用蛋白組學方法篩選出低血糖大鼠腦組織差異表達蛋白DJ-1、NDRG1、Clusterin、INPP4a並進行驗證；通過siRNA沉默DJ-1的表達研究發現抑制DJ-1的表達後AMPK 通路受損，mTOR 活性升高，自噬活性明顯降低，從而加重低糖時星形膠質細胞死亡，間接提示DJ-1在低糖時星形膠質細胞內通過促進自噬起到保護作用。通過本項目研究，取得了以下重要成果：（1）初步闡明了低血糖大鼠腦水腫發生的分子機制；（2）發現低血糖腦損傷的新的研究靶點，為進一步研究低血糖腦損傷提供了新思路。本項目已畢業二名博士生和兩名碩士生，一名博士生在讀，相關研究內容已發表SCI論著5篇，統計源期刊論文5篇。另外有研究結果正在整理投稿，計畫發表SCI文章2篇。
