癲癇大鼠海馬線粒體生物合成調控機制的探討

《癲癇大鼠海馬線粒體生物合成調控機制的探討》是依託山東大學，由遲兆富擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：癲癇大鼠海馬線粒體生物合成調控機制的探討
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：遲兆富
• 依託單位：山東大學

中文摘要

線粒體功能異常參與癲癇的病理過程，而在多種應激反應中線粒體生物合成的激活已被證實可有效地保護線粒體功能。經過我們前期研究發現，在急、慢性癲癇動物模型中，海馬線粒體生物合成呈現不同的變化：急性期線粒體生物合成有代償性增高的趨勢，慢性期卻呈現出降低的趨勢：線粒體DNA無法維持正常拷貝量、線粒體相關基因轉錄翻譯水平下降、氧化呼吸鏈功能下降,因而線粒體生物合成能力下降可能是慢性癲癇線粒體異常的重要原因。由於線粒體生物合成主要通過轉錄機制調控，因此慢性期線粒體生物合成的某種負性轉錄調節機制可能在癲癇的發病及進展中起重要作用。我們採用基因晶片技術檢測急、慢性癲癇大鼠海馬差異表達的線粒體相關基因，通過基因庫檢索、正確的統計分析，確定這些差異基因共有的關鍵調控序列及上游相應的關鍵調控因子，經過體內體外實驗的驗證，明確該調控因子在癲癇發病中的意義，從而在轉錄水平深入探索癲癇發病機制、尋求抗癲癇治療的新靶點。

結題摘要

癲癇發作能造成線粒體基因組氧化損傷及超微結構受損導致其功能下降，而線粒體功能的異常是神經元損傷的重要機制之一。線粒體生物合成作為調節線粒體功能的一種有效的代償機制，其意義重大。為此，本課題建立氯化鋰-匹魯卡品大鼠癲癇模型模擬人類顳葉癲癇，探討癲癇發作後海馬神經元損傷的病理組織學特徵；檢測慢性癲癇模型中海馬線粒體生物合成的狀態；檢測慢性癲癇大鼠海馬線粒體生物合成的調控機制，從而深入研究癲癇的發病機制並為癲癇的治療提供可能的新靶點。本研究結果發現：1、慢性癲癇大鼠模型中，線粒體基因組編碼的蛋白質表達水平，如COX1，ND1的表達水平明顯降低，mtDNA拷貝量明顯下降，線粒體的數目無明顯變化，但線粒體超微結構存在不同程度的損傷，提示反覆癇性發作可致海馬線粒體生物合成呈現抑制狀態，可能是癲癇發作後神經元損傷及線粒體功能異常的重要機制；2、反覆的癲癇發作使得線粒體生物合成的調控因子PGC-1a，NRF-1及Tfam的mRNA及蛋白水平呈現代償性增高，但是與對照組相比轉錄因子Tfam的轉錄活性顯著降低，說明反覆的癲癇發作可能通過某種機制抑制了線粒體轉錄因子的轉錄活性，從而使得代償性的線粒體保護機制-線粒體生物合成呈現抑制狀態；3、無鎂誘導大鼠海馬神經元癲癇模型中，PARP-1被過度激活，導致AIF由線粒體向細胞核內轉位，神經元大量死亡，而PARP-1抑制劑DPQ通過激活PI3K/Akt/GSK3β信號通路，抑制AIF向細胞核的轉位，減少神經元死亡，發揮了細胞保護作用，表明在體內癲癇模型中，線粒體還是調控神經元生存狀態的重要環節，和線粒體生物合成狀況共同影響細胞乃至機體的生物學功能。