Smads介導TGF-β超家族參與腦缺血損傷信號轉導網路研究

《Smads介導TGF-β超家族參與腦缺血損傷信號轉導網路研究》是依託吉林大學，由徐忠信擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：Smads介導TGF-β超家族參與腦缺血損傷信號轉導網路研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：徐忠信
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

TGF-β超家族是一組具有類似結構功能及信號轉導機制的蛋白。國內外研究及本項目前期工作中已發現超家族中一些成員的信號轉導參與腦缺血損傷與修復過程。但目前研究多局限於某條單項通路，而TGF-β超家族在細胞內信號傳遞存在共同的Smads介導。因此，難以評價針對家族中某一特定通路的研究結果是該通路特異性的還是多重通路作用的整合。本項目擬在體外缺血性腦損傷模型中，將線性的信號通路研究初步擴展到蛋白家族構成的局域信號網路，在共通的可能交叉（cross-talk）點給予功能性干預，對通路中其他位點的變化及其對腦缺血損傷的影響進行檢測，明確TGF-β超家族中由Smads 介導的信號轉導通路以相應的膜受體、Smad4、Smad7、SARA等節點構成的信號網路在缺血性腦損傷中的信號轉導機制及作用，為信號通路網路研究提供新思路，為缺血性腦損傷防治提供新靶點。

結題摘要

缺血性腦血管病是危害人類健康的重大疾病。在其伴發的缺血性腦損傷中，神經細胞會發生一系列複雜的信號轉導通路變化並發揮相應生物學功能，轉化生長因子β（transforming growth factor beta ,TGF-β）是一組具有類似結構功能及信號轉導機制的蛋白。國內外研究及本項目前期工作中已發現超家族中一些成員可參與腦缺血損傷與修復過程。這一家族除TGF-β外，還包括激活素A（ActA）、骨形成蛋白（BMP）、Nodal等。闡明其在缺血性腦損傷中的信號轉導機制及作用，將為信號通路網路研究提供新思路，為缺血性腦損傷防治提供新靶點。本項目套用神經元樣PC12細胞的氧糖剝奪（OGD）模型在體外模擬缺血性腦損傷過程，以TGF-β超家族中的ActA及Nodal信號通路為靶向，以期闡明其參與缺血性腦損傷與修復的信號轉導機制及其之間的插話（Crosstalk）模式，尋找通路中可套用於臨床的神經保護物質及可干預的關鍵作用靶點，為缺血性腦血管病的治療提供新思路。 目前項目研究發現：腦缺血損傷可以誘導TGF-β 超家族中的細胞外配體ActA及Nodal基因上調，這兩種基因的即時上調在腦缺血損傷中是起保護作用的；此兩條通路在腦缺血損傷中存在相互之插話（Crosstalk），主要為其在細胞外配體與膜受體結合水平存在競爭性拮抗，在細胞內水平存在共同的Smad3-Smad4信號轉導途徑；在此基礎上，在對ActA信號通路參與缺血性腦損傷的深入研究中，我們還發現腦缺血損傷可誘導神經元樣細胞以靶源性的方式自分泌某些TGF-β 超家族蛋白（如ActA），其被外分泌後，又可與細胞膜上的受體再次結合，從而循環激活通路，形成一個信號級聯放大環路。為探討這種短時程腦保護信號的放大機制，項目組還在計畫書內容外進行了一定擴展研究，成功構建了ActA的真核表達載體，並穩定轉染神經元樣PC12細胞，以模擬腦缺血損傷誘導的即刻ActA基因上調，現已經發現在腦缺血損傷早期，ActA介導的腦保護信號的強度是細胞外ActA濃度依賴的，並且在細胞膜受體功能衰竭之前，該信號即已經衰減到較低水平，提示了可能通過非基因干預的方式人為調控該通路信號強度，從而在缺血性腦損傷早期放大或延長其介導的腦保護作用。 綜上所述，我們順利完成了本項目預期的研究計畫，達到了項目所預設的預期目標。