NMDA受体与MAPK信号通路整合在心脑联合保护中的调控机制

Myocardial and cerebral ischemia reperfusion injury is a leading cause of patient's mutilation or lethal in complicated operation for heart cerebrovascular or cardiopulmonary resuscitation patients. Combinational conservation of heart and brain is a pressing and complicated subject. Basing of our pre-experiment, it showed a protective effects of combinational conservation of heart and brain by blocking NMDAR, Combining glutamate excitotoxicity and PKA/PKC-MAPK pathway taking part in cerebral ischemia reperfusion injury and with the principle role of MAPK pathway in myocardial ischemia reperfusion injury, we suppose that the pathway of NMDAR--PKA/PKC--MAPK--apoptosis is the signal transduction mechanism of myocardial ischemia reperfusion injury and the commom pathway of myocardial and cerebral ischemia reperfusion injury. This project firstly targets at NMDAR and employs the model of myocardial cell culture and acute myocardial infarction to validate the pathway of NMDAR--PKA/PKC--MAPK--apoptosis is involved in the mechanism of myocardial ischemia reperfusion injury. Then we choose the model of cardiopulmonary resuscitation to confirm the pathway of NMDAR--PKA/PKC--MAPK--apoptosis is the commom pathway in myocardial and cerebral lesion and identify the significance of this pathway in combinational conservation of heart and brain. This study will not only offer a new method in myocardial conservation but also find a new intervention target in combinational conservation of heart and brain from the commom pathway in heart and brain.

心脑缺血再灌注损伤是复杂心脑血管疾病手术和心肺复苏患者致残致死的主要原因。目前临床缺乏有效防治措施。心脑联合保护，是器官保护领域迫切而复杂的研究课题。基于我们前期研究证实阻断谷氨酸受体（NMDAR）有明显心脑联合保护作用,结合脑组织中谷氨酸兴奋性中毒和PKA/PKC-MAPK通路参与了脑缺血再灌注损伤和MAPK信号途径在心肌缺血再灌注损伤中的重要地位，我们推测NMDAR--PKA/PKC--MAPK--细胞凋亡，是心肌缺血再灌注损伤中的信号转导机制及心脑损伤时的共同信号通路。本项目首次以谷氨酸受体（NMDAR）为对象，首先通过心肌细胞培养、急性心肌梗塞模型证实上述信号途径参与了心肌缺血再灌注损伤过程，接下来我们选择心肺复苏模型来进一步证实上述信号途径是心脑损伤的共同途径。本研究不但为心肌保护提供新的思路，而且从心脑共同损伤途径的角度寻找到心脑联合保护的新干预靶点。

本研究首先通过构建腺病毒载体以及腺病毒颗粒包装基因PKA与PKA过表达腺病毒载体，之后用RT-qPCR检测验证腺病毒感染H9C2心肌样细胞中PKA与PKC基因表达情况；在H9C2心肌样细胞中，使用NMDA受体激动剂、 PKC和（或） PKA基因低表达状态下、MAPK（JNK、 38MAPK、ERK） 阻断剂， 分别确认本研究信号通路： NMDA受体 - PKA / PKC - MAPK（JNK/38MAPK/ERK） - 细胞凋亡上下游的调控关系以及如何影响线粒体功能变化；并在三种实验模型上分别加以验证：H9C2心肌样细胞缺氧复氧（A/R）模型、大鼠急性心肌梗塞缺血再灌注损伤（I/R） 模型、新西兰兔心跳骤停心肺复苏心脑缺血再灌注损伤模型；结合脑组织中谷氨酸兴奋性中毒、PKA/PKC-MAPK通路参与脑缺血再灌注损伤和MAPK信号途径在心肌缺血再灌注损伤中的重要地位，我们证实了NMDAR--PKA/PKC--MAPK--细胞凋亡，是心肌缺血再灌注损伤中的信号转导机制及心脑损伤时的共同信号通路。本研究不但从谷氨酸受体角度为心肌保护提供新的思路，而且从谷氨酸受体为心脑共同损伤途径的角度寻找到心脑联合保护的新干预靶点。