GSK-3β/PINK1-Parkin通路調控腦缺血中線粒體自噬的作用及機制研究

《GSK-3β/PINK1-Parkin通路調控腦缺血中線粒體自噬的作用及機制研究》是依託中國人民解放軍第四軍醫大學，由郭釩擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：GSK-3β/PINK1-Parkin通路調控腦缺血中線粒體自噬的作用及機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：郭釩
• 依託單位：中國人民解放軍第四軍醫大學

中文摘要

探索治療缺血性腦卒中的新靶點是重要的醫學課題。線粒體參與多種生理病理進程，在腦缺血損傷中扮演重要角色。線粒體自噬能將受損的線粒體降解從而維持細胞內環境穩定，可能作為未來腦卒中干預的關鍵靶點。大量文獻和我們以往研究工作表明GSK-3β活性對腦缺血損傷發揮關鍵調控作用，且GSK-3β參與線粒體能量代謝、氧化應激、凋亡等功能，我們近期也證明GSK-3β磷酸化可上調線粒體自噬相關蛋白Parkin的表達，據此提出“GSK-3β/PINK1-Parkin通路調控腦缺血損傷中線粒體自噬”的假設。本課題擬通過離體及在體模型，結合功能、形態、分子生物學等方法及多種干預手段研究GSK-3β是否參與調控腦缺血損傷中的線粒體自噬，分析PINK1-Parkin是否作為其下游信號通路發揮關鍵作用。通過本研究有助於深入理解腦缺血損傷中線粒體自噬分子信號調控機制，也可為腦卒中臨床干預提供潛在的新靶點。

結題摘要

本研究擬證明“GSK-3β/PINK1-Parkin通路調控腦缺血損傷中線粒體自噬”的假設，通過離體及在體模型，結合功能、形態、分子生物學等方法及多種干預手段研究GSK-3β是否參與調控腦缺血損傷中的線粒體自噬，分析PINK1-Parkin是否作為其下游信號通路發揮關鍵作用。結果發現：首先，證明GSK-3β參與腦缺血損傷及線粒體自噬的調控過程，通過在體大腦缺血再灌注損傷模型（ischemic reperfusion, IR），觀察到GSK-3β抑制劑TDZD-8可減輕IR腦梗死面積，運用電鏡掃描觀察到自噬小體在使用TDZD-8後增多，運用western blot及免疫螢光技術觀察到線粒體自噬相關蛋白LC3-I、PINK1及Parkin表達增高，SQSTM1及mTOR表達降低；其次，證明GSK-3β磷酸化的保護作用部分由線粒體自噬介導，在體通過工具藥抑制線粒體自噬，TDZD-8神經保護作用明顯減弱，表現為腦梗死面積較TDZD-8組明顯增大，線粒體自噬相關蛋白LC3-I、PINK1及Parkin表達較TDZD-8組明顯減低，SQSTM1及mTOR表達升高；同時運用CCK-8檢測、免疫螢光及western blot在離體原代神經元氧糖剝奪模型（Oxygen glucose deprivation, OGD）中也觀察到了相似的改變；最後，證明干預PINK1/Parkin能夠影響GSK-3β產生的保護作用，觀察到運用PINK1/Parkin干擾RNA在離體OGD中能夠逆轉TDZD-8的保護作用，包括運用干擾RNA後CCK-8及凋亡增高，mPTP減低，LC3-I表達減低，SQSTM1表達增高。通過本研究有助於深入理解腦缺血損傷中線粒體自噬分子信號調控機制，也可為腦卒中臨床干預提供潛在的新靶點。