《UPS/SUMO途徑及其相互調節在腦缺血損傷及保護中的作用研究》是依託中國人民解放軍第四軍醫大學，由董海龍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：UPS/SUMO途徑及其相互調節在腦缺血損傷及保護中的作用研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：董海龍
- 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
一系列近期發生的重大挫折使腦保護研究陷入了困境，促使我們不得不重新審視隱藏在腦缺血損傷背後的核心機制。泛素- - -蛋白酶體系統(UPS)與其衍生的SUMO系統，分別介導ubiquitination 與sumolyation兩個重要蛋白調控途徑，與細胞命運密切相關。在國際上首先證實高壓氧（HBO）預處理腦保護效應之後，我們深入研究發現， HBO預處理可抑制缺血損傷後異常泛素化蛋白聚集，實現保護作用，而抑制細胞SUMO化，將可逆轉這一效應。提示UPS/SUMO系統功能變化及相互調節是腦缺血損傷及HBO預處理保護效應的重要條件。基於這一發現，本項目將利用MCAO及離體缺血缺氧模型，結合基因調控、Fluoro-Jade C 、多重免疫螢光染色等技術，系統闡明UPS/SUMO參與腦缺血損傷及保護效應的機制，揭示二者相互調節關係，為走出腦保護研究困境，尋找基於UPS/SUMO系統的新干預措施奠定基礎。
結題摘要
圍術期腦缺血損傷具有較高的致死率和致殘率，已成為國際公認的重要醫學難題。因此，針對圍術期腦缺血損傷的研究已成為神經科學領域的研究重點。我們在前期的研究中發現非缺血預處理對於腦缺血再灌注損傷具有明顯的神經保護作用，但其機制尚未明確。泛素——蛋白酶體系統（UPS）與其衍生的SUMO系統的發現開啟了蛋白調控的新紀元，有研究報導異常泛素化蛋白聚集與神經細胞損害密切相關。因此我們推測UPS/SUMO系統可能參與調控了非缺血預處理的腦保護作用。基於這一發現，本課題從離體及在體兩方面，利用在體MCAO及離體OGD模擬缺血再灌注模型，結合免疫螢光染色、Western-blot、基因調控、行為學觀察等多項技術，對UPS/SUMO系統在非缺血預處理神經保護中的作用機制進行了深入研究，並獲得了以下結果：1. 採用MTT以及流式細胞法觀察發現，預處理對氧糖剝奪損傷的細胞具有保護作用；2. 根據TTC染色觀察腦梗死面積以及神經功能學評分觀察發現，非缺血預處理對腦缺血損傷的大鼠具有腦保護作用；3. 通過Western-blot結果顯示，給予缺血損傷之後4小時，結合型SUMO1、Ubc9的表達明顯降低，而在24小時組無明顯變化；相反，結合型SUMO2/3的表達在損傷後4小時呈升高趨勢，在24小時後恢復到正常水平；非缺血預處理可以逆轉缺血損傷對SUMO1、SUMO2/3以及Ubc9表達的影響；4. 通過免疫螢光方法對UPS以及SUMO系統的蛋白表達進行定位，結果顯示，在缺血損傷後Ubc9的表達發生核轉位現象；5. 我們採用慢病毒以及siRNA轉染的方法上調及下調Ubc9的表達，結果顯示，過表達Ubc9可對缺血損傷的細胞及動物產生神經保護作用；然而敲除Ubc9的表達會使細胞和動物的缺血後損傷加重，並且可逆轉非缺血預處理對缺血再灌注損傷的神經保護作用。通過上述研究本課題系統闡明UPS/SUMO系統參與腦缺血損傷及保護效應的機制，為尋找基於UPS/SUMO系統調節的蛋白調控新干預措施奠定基礎。
