可跨越血脑屏障的融合重组脑红蛋白对缺血低氧性脑损伤的保护作用及机制研究

近年来脑血管疾病已成为死亡率最高的三大疾病之一，寻找新型有效的治疗药物已迫在眉睫。脑红蛋白(Ngb)是近年来新发现的神经系统特异表达的携氧珠蛋白。以往研究发现，通过真核表达载体或腺病毒载体提供的Ngb对神经系统缺血低氧损伤具有保护作用，但目前基因治疗具有潜在的风险。我们前期研究证明重组人源Ngb和融合蛋白TAT-Ngb均具有抗氧化和清除自由基活性，为将Ngb蛋白直接作为治疗脑血管疾病的新型药物提供了重要线索。本项目拟对此进行深入研究，通过建立动物脑缺血再灌注损伤模型及SH-SY5Y神经细胞损伤模型，研究可跨越血脑屏障的Ngb融合蛋白(CRM197-Ngb、TAT-Ngb)对缺血低氧性脑损伤的治疗效果，并从Nrf2和SAPK等重要氧化应激信号通路角度分析Ngb融合蛋白发挥脑保护作用的分子机制，为将可跨越血脑屏障的重组人源Ngb融合蛋白更好地用于缺血低氧性脑损伤等脑血管疾病的治疗提供重要的理论

脑血管疾病已成为死亡率最高的三大疾病之一。脑红蛋白(Ngb)是近年来新发现的神经系统特异表达的携氧珠蛋白。我们在前期研究证明重组人源Ngb和融合蛋白TAT-Ngb均具有抗氧化和清除自由基活性基础上，继续通过Ngb对动物模型及神经细胞损伤模型进行深入研究。基于人源脑红蛋白的生物活性检测方法的中国发明专利已经授权(专利号ZL 201110053964.9，授权日期：2013年2月20日)；同时，已经授权与缺血低氧相关的中国发明专利2项。在改进SD大鼠MCAO模型的基础上(山东医药，2014)，我们进一步研究发现Nova1在脑缺血再灌注过程中的表达是动态变化的，它可能调控神经元对缺血再灌注的应答(J Histochem Cytochem，2013)。我们通过对转Ngb基因的秀丽线虫(C.elegans)株系以及线虫的Ngb同源基因(glb-13)突变的株系进行氧化应激相关的检测，发现Ngb对体内的氧化应激损伤具有保护作用，说明Ngb对细胞的损伤有保护作用(IUBMB Life，2013)。同时，我们还对Ngb在糖尿病视网膜病变模型中视网膜和脑部的表达进行了研究：从目前1个月和3个月的糖尿病视网膜病变模型的结果来看，随着糖尿病病程的发展，大鼠视网膜Ngb表达量增加。同时，从1个月和3个月的糖尿病视网膜病变模型脑部Ngb的表达情况来看，随着糖尿病病程的发展，大鼠压部皮质(Retroplenial Cortex，RSC)中Ngb表达量增加。这说明，Ngb在糖尿病视网膜病变过程中，是动态表达的。另外，CRM197-Ngb已经完成构建和表达，正在准备大规模表达和纯化；Ngb对Nrf2和SAPK氧化应激信号通路的研究也在进行中。以上研究结果，可为Ngb更好地用于缺血低氧性脑损伤等脑血管疾病的治疗提供重要的理论依据。