GPR30激动剂和脑源雌激素协同降低缺血脑损伤的新机制

基本信息
批准号:81671223
项目类别:面上项目
资助金额:57.00
负责人:王瑞敏
学科分类:
依托单位:华北理工大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:Darrell W Brann,李治国,朱莹,张文丽,李文爽,江茜茜,张攀攀
关键词:
雌二醇缺氧缺血性脑损伤G蛋白偶联受体3017β炎性反应神经修复
结项摘要

Our recent studies have shown that aromatase (Aro), the key enzyme to synthetize 17β-estradiol exhibits high expression in the injured brain, and the brain-derived estradiol (BDE2) triggers innate immunity response to protect against secondary neuronal apoptosis. Translationally, an important goal would be to identify mechanisms and potential therapies that can induce BDE2 in the brain so as to provide endogenous CNS protection from secondary apoptosis that occurs in neurodegenerative disorders. In pursuance of this goal, we are going to focus on the membrane estrogen receptor GPR30 that might be an important novel regulator of BDE2 in the brain, and examine the potential synergistic action between GPR30 specific agonist G1 and BDE2 to attenuate inflammatory injury following global cerebral ischemia (GCI) in surgical menopausal rats. The aims of our study would thus test the following hypotheses: 1)G1 replacement upregulates Aro protein expression and activity in the hippocampus through a GPR30-mediated mechanism, which decreases the secondary apoptotic neuron; 2)Synergistic action between G1 and BDE2 targets GPR30 activation to attenuate astrogliosis and inflammasome formation, as well as enhance anti-inflammatory cytokines; 3)Synergism between G1 and BDE2 also promotes microglia polarization from M1 to M2 phenotype, which favors neuronal repair following GCI; and 4)The AKT/PTEN-NFkB rapid signaling pathway induced by GPR30 is an important mechanism to provide neuroprotective and repair roles for synergism between G1 and BDE2 following GCI. If successful, the proposed studies could significantly advance the field by revealing novel functions of GPR30 and BDE2 against cerebral ischemic injury, which could have important translational significance.

课题组最近研究发现,脑源17β-雌二醇 (BDE2) 合成的关键酶Aromatase (Aro) 在损伤的大脑高表达,且BDE2 可启动天然免疫反应,降低神经元继发性凋亡。因此,揭示BDE2的作用机制、探索诱导BDE2的有效策略对治疗神经退行性疾病至关重要。本研究采用手术绝经大鼠全脑缺血模型,以雌激素膜受体GPR30为切入点,探索其特异激动剂G1上调Aro/BDE2、并协同作用降低神经炎症的分子机制。研究验证以下假设:1)G1通过GPR30上调海马Aro表达及活性,降低神经元迟发性凋亡;2)G1与BDE2协同作用于GPR30降低星形胶质细胞增殖及炎性小体形成,促进抗炎因子表达;3)G1协同BDE2促进小胶质细胞M2表型极化,促进神经元修复;4)AKT/PTEN信号通路是BDE2与G1协同作用降低脑缺血损伤的重要机制。此研究旨在揭示GPR30和BDE2抗脑缺血损伤的新功能,具有医学转化价值。

项目摘要

心脏骤停仍是当下世界面临的重大公共卫生问题,认知障碍是幸存者最严重的后遗症,目前尚无有效治疗措施。过去20年,雌激素替代治疗一直是基础与临床脑血管病防治研究的热点。最近,脑源雌激素(BDE2)作为内源性神经递质逐渐被研究者关注。课题组及他人前期研究发现,脑损伤如脑外伤、缺血性卒中、全脑缺血均可诱导BDE2合成,而BDE2合成关键酶Aromatase特异抑制剂、miRNA、基因敲除加重脑损伤。提示,BDE2具有损伤依赖性。可见,诱导BDE2可能成为修复已受损神经元的新思路。雌激素膜受体GPR30可通过基因和非基因通路介导促生存信号,其特异激动剂G1不但具有雌激素活性,又无雌激素依赖的副作用(如雌激素依赖的恶性肿瘤);因此,G1较外源性雌激素更具有潜在的临床应用前景。.本研究切除SD雌性大鼠双侧卵巢以模拟手术绝经女性雌激素剥夺,建立全脑缺血动物模型模拟心脏骤停所致的海马CA1区神经元损伤和认知功能障碍,采用Cre-loxP基因重组技术制备前脑神经元Aromatase条件敲除大鼠,小干扰RNA敲低技术、免疫荧光染色、TUNEL形态学和Western Blot、ELISA分子生物学等实验技术,以及水迷宫、巴恩斯迷宫、旷场、新事物识别等功能行为学实验技术,系统研究G1与BDE2协同降低缺血再灌注后海马神经元损伤、改善认知功能、促进缺血后神经功能修复的作用及分子机制。研究证实:1) G1可通过降低小胶质细胞NLRP3炎性小体活性,上调神经元IL1RA蛋白表达,从而增加神经元的自我防御能力,减少神经元延迟性凋亡;2) 脑缺血再灌注可增加星形胶质细胞Aromatase-BDE2内源性保护信号通路,降低再灌注早期炎症损伤,此过程是GPR30依赖的;3)G1与BDE2协同作用于GPR30,促进缺血再灌注早期小胶质细胞M1型向M2型极化,从而阻止神经元延迟性死亡; 3) G1可促进内源性神经干细胞增殖和分化,保护新生神经元,具有长期神经保护作用,其分子机制与星形胶质细胞Aromatase-STAT3信号通路密切相关。本研究首次揭示通过星形胶质细胞、小胶质细胞和神经元的交互作用,G1与BDE2协同降低脑缺血神经元损伤、促进神经功能修复的作用机制。结果说明GPR30受体可作为诱导内源性神经保护剂BDE2的潜在靶点。.

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

针灸治疗胃食管反流病的研究进展

针灸治疗胃食管反流病的研究进展

DOI:
发表时间:2022
2

丙二醛氧化修饰对白鲢肌原纤维蛋白结构性质的影响

丙二醛氧化修饰对白鲢肌原纤维蛋白结构性质的影响

DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190411-143
发表时间:2020
3

PI3K-AKT-mTOR通路对骨肉瘤细胞顺铂耐药性的影响及其机制

PI3K-AKT-mTOR通路对骨肉瘤细胞顺铂耐药性的影响及其机制

DOI:
发表时间:2021
4

湖北某地新生儿神经管畸形的病例对照研究

湖北某地新生儿神经管畸形的病例对照研究

DOI:
发表时间:2019
5

动物响应亚磁场的生化和分子机制

动物响应亚磁场的生化和分子机制

DOI:10.13488/j.smhx.20190284
发表时间:2019

相似国自然基金

1

LPS和缺氧缺血对脑损伤的协同作用

批准号:30070271
批准年份:2000
负责人:朱长连
学科分类:H0906
资助金额:18.00
项目类别:面上项目
2

雌激素新型受体GPR30调控TLR4抑制脑缺血炎症反应

批准号:81771411
批准年份:2017
负责人:侯武刚
学科分类:H0914
资助金额:54.00
项目类别:面上项目
3

抑制心肌纤维化新机制:新型雌激素受体GPR30介导的关键信号通路研究

批准号:81570330
批准年份:2015
负责人:刘金成
学科分类:H0205
资助金额:52.00
项目类别:面上项目
4

XBP1调控内源性自噬在脑源性雌激素脑缺血保护中的作用研究

批准号:81901205
批准年份:2019
负责人:秦霈
学科分类:H0906
资助金额:20.50
项目类别:青年科学基金项目