《CaMKII-CREB-BDNF通路參與呼吸中樞pre-Botzinger complex長時程易化的調控》是依託中國人民解放軍第四軍醫大學，由魏曉燕擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：CaMKII-CREB-BDNF通路參與呼吸中樞pre-Botzinger complex長時程易化的調控
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：魏曉燕
- 依託單位：中國人民解放軍第四軍醫大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
呼吸可塑性的發生與睡眠呼吸紊亂(OSAS、SIDS)等疾病密切相關。長時程易化(LTF)是反映呼吸可塑性的重要電生理指標。我們前期形態學研究提示pre-B?tC作為呼吸節律產生中樞，可能同時參與了LTF的調控，但尚缺乏深入的功能研究。套用本室建立的低壓氧艙慢性間斷性缺氧大鼠模型，我們預實驗已發現缺氧干預誘導pre-B?tC高表達5-HT、5-HT2AR，並上調了與神經元可塑性密切相關的P-CaMKII、P-CREB、BDNF水平，提示5-HT/5-HT2AR激活的CaMKII→CREB→BDNF通路可能參與LTF形成。本項目擬以pre-B?tC為核心、以CaMKII→CREB→BDNF通路為靶點，套用形態學、電生理學、分子生物學等技術，結合整體-離體、形態-功能實驗，探討上述通路參與LTF形成的功能意義，明確pre-B?tC調控呼吸可塑性的中樞機制，為OSAS等疾病提供實驗依據和治療對策。
結題摘要
機體在病理和生理狀態下為應答內、外環境的變化而發生的持續性呼吸節律改變稱為呼吸可塑性。LTF是反映呼吸可塑性的重要電生理指標，是指經過間斷、重複性的缺氧干預或藥物干預後，誘導膈神經或舌下神經產生超出正常水平、持續增強長達1小時以上的高大放電效應，進而引發肺通氣量增大的代償性呼吸現象。LTF的發生與5-HT/5-HT2AR系統密切相關。3-5個循環的急性間斷性缺氧可誘導膈神經或舌下神經表達LTF。每天進行間斷性缺氧干預，持續1周以上，再進行急性干預，則可誘導較LTF更為高大的增強的LTF(eLTF)，持續時間長達數小時。LTF的產生對睡眠呼吸紊亂疾病的治療有重要意義。如間歇性的短暫的缺氧刺激可使OSAS患者增加肺通氣量，穩定上呼吸道的緊張度。我們建立了低壓氧艙CIH大鼠eLTF模型，發現CIH干預激活呼吸中樞pre-BötC神經元5-HT-5-HT2AR-PKC通路，但細胞內信號轉導機制仍不清楚。已知5-HT2AR水平與內質網鈣離子釋放相關，因此假設鈣信號途徑可能是LTF發生的重要的細胞內信號通路，提出了核心問題：CaMKII-CREB-BDNF是否為pre-BötC LTF發生的細胞內關鍵通路？本項目以自建CIH大鼠為研究平台，進行形態功能結合的研究，套用免疫組化、免疫電鏡、分子生物學等技術，通過對以上關鍵分子的研究，發現1.pre-BötC表達P-CaMKII、P-CREB，CIH干預明顯上調了二者的表達。2.P-CaMKII密集地分布於突觸後膜，提示CaMKII可能通過磷酸化突觸後膜蛋白參與突觸可塑性的調控。3.P-CREB產物表達在核內，在同一個pre-BötC神經元的胞膜和胞漿內可呈NK1R陽性，提示呼吸節律起搏神經元胞核內可表達CREB。4.正常情況下pre-BötC神經元很少表達BDNF，CIH干預後表達反而下降，與計畫書預期不符。5.發現另一種pre-BötC神經元的標誌物somatostatin與呼吸起搏神經元間存在對稱性和非對稱性突觸聯繫，提示SST可能通過對NK1R陽性神經元的抑制性或興奮性作用間接參與呼吸節律的產生和調控過程。通過以上結果，我們更加明確了pre-BötC在LTF發生中的重要角色，揭示了CaMKII、CREB等關鍵分子的重要作用，進一步完善了LTF的發生機制通路繪製，為OSAS、SIDS等疾病的發病機理和臨床治療提供實驗依據。
