基于PI3K/Akt/GSK-3β信号通路研究氧化苦参碱抗新生儿脑缺血损伤的作用及机制

Hypoxic-ischemia brain damage (HIBD), one of the most common causes of kids disabilities. And there’s little definitive therapeutic option available for HIBD nowadays. Oxymatrine (OMT) is the main active ingredients extracted from Sophora alopecuroides L., which is a local herb in Ningxia region. Our initial studies have found that OMT can effectively reduce infarct volume and inhibit the apoptosis of neurons after ischemic injury without obvious adverse effect. More importantly, we predicted with the reverse molecular docking technology that GSK-3β may be the potential target of OMT. Based on those findings, we hypothesized that OMT may exert the neuroprotective effect against HIBD which is likely to be mediated through inhibiting PI3K/Akt/GSK-3β pathway to suppress the intrinsic mitochondria-dependent apoptosis.. This project intends to have a clear understanding of the OMT protective effect against brain injury by establishing the models of HIBD in vitro and in vivo and using of behavioral pharmacology, immunohistochemistry, RT-PCR, Western Blot, tool medicines and so on. The relationship between neuroprotective of OMT against HIBD and the signaling pathway of PI3K/Akt/GSK-3β is going to be explored, the potential target of OMT will be determined. The result of this study may provide new ideas for the use of OMT as a potential neuroprotective agent for the HIBD and searching for the new therapeutic measures for HIBD.

新生儿缺血缺氧性脑病是导致儿童伤残的主要原因之一，而目前临床药物治疗选择十分有限。我们初步研究发现，宁夏特色药用植物苦豆子中的主要活性成分氧化苦参碱能显著减少缺血区域脑梗死体积，抑制神经元凋亡，且未见毒副作用；并通过反向分子对接技术预测到GSK-3β可能是氧化苦参碱作用的潜在靶点。基于以上发现，我们推测氧化苦参碱通过PI3K/Akt/GSK-3β 通路抑制线粒体凋亡途径，发挥神经保护作用，对抗新生儿缺血缺氧性脑损伤。.本课题拟建立新生大鼠缺血缺氧性脑损伤体内体外模型，利用行为学、免疫组织化学、RT-PCR、Western blot等方法以及工具药，明确氧化苦参碱对新生大鼠脑损伤的保护作用，阐明其脑保护作用与PI3K/Akt/GSK-3β信号通路的关系，以期确定氧化苦参碱的作用靶点，为氧化苦参碱应用于新生儿缺血缺氧性脑损伤的治疗、为寻找有效的治疗新生儿缺血缺氧性脑病的方法提供新思路。

新生儿缺氧缺血性脑损伤（Hypoxic-ischemic brain damage, HIBD）是导致新生儿神经系统疾病的主要原因，也是全球儿童死亡和伤残的主要因素。目前临床上治疗HIBD的药物匮乏、效果不佳与其发病机制复杂有关。因此，研究新生儿缺血缺氧性脑损伤过程的相关机制，以寻找有效安全的神经保护剂具有重要的理论意义及积极的临床应用前景。氧化苦参碱（OMT）是从宁夏特色药用植物苦豆子提取的主要活性成分。课题组前期研究结果明显提示OMT对新生大鼠缺血缺氧脑损伤具有良好的保护作用。本研究通过构建新生大鼠缺血缺氧损伤模型和原代培养新生大鼠海马神经元缺糖缺氧损伤模型，利用行为学、生物化学、组织形态学、细胞生物学、分子生物学等现代技术，从整体动物、细胞和分子水平，检测神经功能缺陷、脑梗死体积、脑血流量、脑组织形态、DNA损伤情况、神经元存活率、细胞凋亡率、线粒体膜电位等指标，系统观察OMT对新生大鼠缺血缺氧损伤的保护作用；通过对损伤侧脑组织及原代培养的海马神经元内PI3K、AKT、GSK3β、MTOR、Beclin-1、LC3、Wnt1、β-Catenin、Caspase-3、Caspase-9、Bax、Bcl-2蛋白和mRNA表达情况的检测与分析，以及自噬体和凋亡小体形成情况，探讨OMT对脑缺血损伤的保护作用及其与调控神经元凋亡和自噬之间的关系，以期阐明其作用机制，为研究OMT应用于新生儿缺血缺氧损伤的治疗，进一步探讨相关作用机制提供新思路，同时也为发展新生儿缺血缺氧损伤防治中药的开发与利用，将宁夏地方资源优势转化为经济优势提供理论依据