《aHIOP大鼠RGC程式性壞死的Pin1-Calpastatin-Calpain通路及調控機制研究》是依託中南大學，由黃菊芳擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：aHIOP大鼠RGC程式性壞死的Pin1-Calpastatin-Calpain通路及調控機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：黃菊芳
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
有研究顯示急性高眼壓後早期視網膜節細胞（RGC）出現程式性壞死，受體相互作用蛋白-3（RIP-3）在RGC的程式性壞死分子通路中發揮了重要介導作用，進一步研究發現降低RIP-3的介導作用，並不能完全抑制RGC的程式性壞死，這提示仍有某種未知的分子通路也參與死亡過程。我們的預實驗結果提示Calpain-AIF-Chromatinolysis通路可能參與了急性高眼壓後早期非RIP-3介導的RGC程式性壞死。本項目擬對該假說進行驗證，並探索該通路中的關鍵啟動分子Calpain是否受到上游Pin-1-Calpastatin磷酸化兩個分子層次的負調控。該假說的實驗驗證將有助於完善急性高眼壓後大鼠RGC走向程式性壞死的分子機制，為急性高眼壓患者早期視神經保護的藥物治療機理和藥物干預靶點提供理論支持和依據。
結題摘要
谷氨酸是二十種必需胺基酸之一，是中樞神經系統的主要興奮性神經遞質，谷氨酸在調節動物的生理、生化功能中具有重要作用，其濃度在中樞神經系統中處於動態平衡中。然而，如果過量的谷氨酸釋放或谷氨酸代謝不足將導致神經元死亡，即神經興奮毒性的發生。谷氨酸興奮性毒性與青光眼、糖尿病視網膜病變、阿爾茨海默病、亨廷頓病、中風等疾病相關。目前谷氨酸損傷在調控性壞死中的分子機制尚不完全明確，本研究從原代神經元、神經細胞系以及在體動物三個層面上驗證CAST/calpain通路在谷氨酸損傷導致的壞死中的調控作用，並進一步且首次驗證在谷氨酸導致的神經元壞死中，Pin1為CAST/calpain調控通路的上游關鍵調控分子。本研究首先通過PI染色和LDH實驗顯示，谷氨酸能引起原代視網膜神經元調控性壞死，而C2I（calpain2抑制劑）和CAST活性肽的套用可以抑制調控性壞死的發生。Co-IP結果和計算機模擬分子互作表明Pin1可以與CAST結合。Western blot、RT-qPCR和免疫螢光結果顯示CAST的活性受Pin1的調節，Juglone（Pin1抑制劑）的套用同樣可以抑制調控性壞死的發生，表明Pin1可能為CAST/calpain調控通路的上游關鍵調控分子。進一步通過RGC-5細胞繫結合siRNA方法和流式細胞術，驗證Pin1-CAST/calpain2在谷氨酸誘導的視網膜神經元壞死中的調控機制。最後，體內研究進一步證實了Pin1-CAST/calpain2途徑在谷氨酸興奮後大鼠視網膜神經節細胞層和核心層細胞壞死中的作用，此外，fERG結果顯示，C2I，CAST肽和Juglone處理後，能在一定程度上恢復谷氨酸誘導的視覺功能損傷。該研究得出的結論是，過量的谷氨酸可能導致Pin1活化/CAST抑制/ calpain2活化介導的視網膜神經元調控性壞死。本研究將為視網膜神經元調控性壞死通路及其調控機制提供新的認識，並將為今後眼科學界在如何挽救視網膜神經性病變調控性壞死的神經元以及探索藥物干預靶點方面提供理論依據。
