異氟烷神經毒性：線粒體通透性轉換孔mPTP分子機制研究

《異氟烷神經毒性：線粒體通透性轉換孔mPTP分子機制研究》是依託同濟大學，由張藝瀠擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：異氟烷神經毒性：線粒體通透性轉換孔mPTP分子機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：張藝瀠
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

吸入麻醉藥異氟烷可誘發神經細胞凋亡，從而引起術後認知功能障礙並促進阿爾茨海默病的神經病理髮生，但其機制不明。我們前期研究證實：異氟烷可通過線粒體通透性轉換孔(mPTP)過渡開放，釋放細胞色素C，激活caspase，導致神經細胞凋亡，最終影響小鼠的認知功能。由此假設：異氟烷通過誘導mPTP過渡開放導致神經細胞凋亡。.然而，異氟烷誘導的凋亡在神經元和神經前體細胞中的反應卻截然不同；異氟烷僅誘發神經元的凋亡，而神經前體細胞對其誘發的凋亡卻具有天然的“免疫作用”。因此，本課題首次採用異氟烷對神經元和神經前體細胞凋亡的不同誘導作用這一創新模型，套用基因敲除、小干擾RNA、免疫印跡、流式細胞等技術，研究異氟烷對mPTP相關構成蛋白(CypD, VDAC, ANT)的調控作用；並探討上述蛋白在其誘導神經元凋亡中的作用機制。本結果將揭示異氟烷誘導神經細胞凋亡的分子機制，為防治麻醉藥神經毒性提供理論依據。

結題摘要

吸入麻醉藥異氟烷可誘發神經細胞凋亡，從而引起術後認知功能障礙並促進阿爾茨海默病的神經病理髮生，但其機制不明。本課題首次採用異氟烷對神經元和神經前體細胞凋亡的不同誘導作用這一創新模型，研究異氟烷對線粒體/mPTP相關構成蛋白(CypD, VDAC, ANT)的調控作用；並探討上述蛋白在其誘導神經元凋亡中的作用機制。 我們在進展報告中提到過在進行WT的神經元在異氟烷處理後凋亡信號因子檢測的過程中,我們意外的發現 ,mild hypothermia(溫度在35-35.5°C的情況下)也出現了保護異氟烷誘導的凋亡的過 程。結果和在CYPD knock out的神經元中的情況十分相似。並將這一特別的發現作為我們工作的新的方向。我們發現異氟烷可以誘導DNA的損失以及產生細胞毒性，在此過程中，線粒體ATP的降低起到重要重要。我們通過降低溫度達到Mild hypothermia的狀態，可以通過減緩ATP的減低，從而保護線粒體的功能，從而保護細胞不受損傷。在此實驗中，我們用啟用了human neuroglioma cells作為實驗model。我們通過 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-Diphenyltetrazolium Bromide (MTT) 和lactate dehydrogenase (LDH) 的檢測，以及phosphorylation of the histone protein H2A variant X 在 Ser139 (gamma H2A.X)位點上的變化來評估上述實驗結果。 同時,我們完成了在原代神經前體細胞上進行細胞線粒體通透性轉換孔mPTP開放的檢測。並且發現細胞線粒體通透性轉換孔上的調節蛋白CYPD與mPTP的開放直接相關。具體來說：CYPD蛋白的升高，可以直接調控MPTP的開放，我們在WT的神經前體細胞看到，當CYPD蛋白水平提高后，MPTP會被持續打開，而在CYPD deficeincy的神經前體細胞上，MPTP不會被開放。