基于GLT-1研究肌肽抗脑缺血再灌注兴奋性损伤及促进能量代谢恢复的作用

谷氨酸兴奋性损伤及能量代谢障碍是脑缺血重要的损伤机制。目前，星形胶质细胞谷氨酸转运体GLT-1是抗谷氨酸损伤的研究热点。同时，有研究显示GLT-1通过对谷氨酸的转运参与星形胶质细胞-神经元乳酸穿梭，而乳酸是脑缺血后神经元恢复能量代谢的重要底物，提示GLT-1可能与缺血后脑内能量代谢相关。肌肽是一种内源性的二肽，课题组研究发现肌肽能逆转缺血诱导的GLT-1表达下降，促进星形胶质细胞对谷氨酸的摄取，提示肌肽可能通过调节GLT-1发挥抗脑缺血作用。此外，我们还发现肌肽能调节脑缺血复灌后星形胶质细胞和神经元内能荷值，但具体机制不详。据此，本课题拟通过建立细胞及整体动物缺血模型，运用多学科技术方法观察肌肽在脑缺血条件下对GLT-1的调节作用及其与脑内谷氨酸损伤和能量代谢的关系，并对肌肽调控GLT-1的机制进行研究，预期结果将揭示GLT-1的新功能，为阐明肌肽抗脑缺血损伤的机制提供必要的实验数据。

本课题尝试深入阐述（1）肌肽通过调节GLT-1表达及活性发挥抗脑缺血谷氨酸兴奋性损伤及相关机制；（2）肌肽通过对GLT-1的调节参与脑缺血后脑内能量代谢的恢复。本项目研究进展顺利，已按照预订计划完成相关研究内容，并已取得一定的创新性研究成果：.（1）肌肽对小鼠脑缺血再灌注损伤具有明显的神经保护作用：可改善小鼠脑缺血再灌注后脑神经功能缺失症状，减轻小鼠大脑皮层、海马和纹状体神经元的死亡，并同时逆转缺血诱导的GLT-1表达下调；在谷氨酸攻击模型上，肌肽处理能促进星形胶质细胞对胞外谷氨酸的摄取能力， 提示肌肽的抗脑缺血损伤可能与调节GLT-1的表达相关。.（2）GLT-1可能没有参与脑缺血复灌后脑组织能量代谢的恢复过程： GLT-1特异性抑制剂DHK并不能影响星形胶质细胞和共培养的星形胶质细胞/神经元在正常状态和缺血条件下的能量代谢情况；同时DHK也不影响MCT1、MCT2和MCT4蛋白的表达；而给予AR-C155858抑制MCT1和MCT2后GLT-1的表达及谷氨酸转运活性并没有发生明显变化。.（3）肌肽对正常培养和缺糖缺氧再灌注状态下的星形胶质细胞及神经元的能量代谢具有双重调节作用：肌肽下调正常培养状态下的星形胶质细胞和神经元的糖酵解和线粒体氧化磷酸化代谢过程，却能显著促进缺血再灌注后星形胶质细胞和神经元的线粒体能量代谢的恢复。.（4）在缺血急性期MCT1和MCT4表达上调，而MCT2表达没有发生变化，提示缺血急性期星形胶质细胞糖酵解增强而产生的乳酸被转运至胞外但并没有被进一步转运至神经元；而再灌注后三个转运体的表达都显著上调，此时神经元可通过MCT2将星形胶质细胞产生的乳酸转运到胞内进行利用。而肌肽可显著下调MCT1的表达，但不影响MCT2的表达，提示肌肽并不能促进星形胶质细胞和神经元之间的乳酸穿梭过程。综合以上数据，我们推测肌肽可能通过抗氧化作用来调节GLT-1的表达进而发挥抗谷氨酸兴奋性损伤，但是并不能通过调节GLT-1的表达来促进神经元与星形胶质细胞之间的乳酸穿梭来促进缺血后脑能量代谢的恢复。.（5）通过对本项目的研究，以及对在研究过程中发现的新问题和新现象的拓展，目前已发表相关SCI论文5篇，国内一级期刊论文1篇；培养硕士研究生3人，其中1人已获得硕士学位。