TRF2协同PARP1在急性氧化应激损伤的作用机制

PARP蛋白家族是急性氧化应激中决定细胞损伤程度的重要调控因子。TRF2是端粒盖帽保护蛋白，在染色体稳定和细胞增殖分化中起重要作用。我们用RNA干扰- - 基因高通量扫描技术已发现PARP1参与TRF2为中心的端粒保护，因此打算通过建立急性氧化应激神经元细胞损伤模型和动物模型，研究调控TRF2动态表达对急性氧化应激损伤的影响，拟证明1）在急性氧化应激，TRF2调控PARP1参与DNA损伤修复和炎症反应导致的器官功能衰竭；2）TRF2动态表达可影响PARP活性抑制剂的敏感性，联合调控TRF2水平和抑制PARP活性有助于早期控制急性氧化应激，减少细胞病理性损伤或脏器功能衰竭。由于部分PARP活性抑制剂已进入危重疾病的临床应用或研究阶段，探讨PARP活性抑制剂药物协同以TRF2为靶点的临床治疗，可以从多信号途径着手，联手控制急性应激损伤。

本课题组前期的生化和生物学研究阐明了TRF2作为端粒保护核心蛋白，确保复制过程中端粒结构和功能的完整。本项目通过RNA干扰--基因高通量扫描技术进行大规模分子筛选，发现PARP1、2蛋白，特别是PARP1参与该机制, 并控制氧化损伤。在上述研究的基础上，首先构建了可调控表达TRF2的细胞模型和动物模型，证明TRF2的功能缺失能加重药物或化学物质介导的急性氧化应激，其机制主要通过加重氧化应激细胞的DNA损伤，因此证明TRF2 能协同PARP1抑制氧化损伤。.其次, 证明TRF2抑制急性氧化应激损伤的机制与TRF2调控神经系统特异性表达基因，参与氧化损伤介导的DNA损伤有关。体内外实验均证实，TRF2在脑组织中特异性高表达，受TRF2调控的神经系统特异性表达基因PPP2R2C、REST相关基因SNAP25、PLXNIB2的表达量与TRF2一致。过表达或抑制端粒保护蛋白TRF2能特异性调控PPP2R2C、SNAP25和PLXNIB2等神经特异性蛋白的表达，从而影响神经干细胞分化和神经元功能。.进一步的实验证明，TRF2协助PARP1在急性氧化应激损伤模型中共同参与DNA损伤修复的机制与TRF2调控神经特性基因表达、促进神经元分化、改善氧化损伤对神经细胞的DNA损伤和促进神经组织修复有关。最后，结合上述理论研究的结果， 即TRF2能调控神经特异性基因，抑制DNA损伤，降低急性氧化应激，探索TRF2或端粒为作用靶点，用端粒位置效应模型筛选出对端粒有影响的抑制氧化药物。我们发现药物1和药物2等两项氧化抑制剂能协同TRF2，抑制DNA损伤，特别是抑制端粒DNA损伤，维持端粒结构稳定，降低氧化应激对组织的损伤。我们还发现ICRF-193等抑制剂可以拮抗TRF2功能缺失导致的端粒损伤，氧化损伤，促进还原修复。由于部分氧化活性抑制剂已进入监护病房危重疾病的临床应用阶段和/或临床研究阶段，探讨氧化活性抑制剂协同TRF2为靶点的临床治疗，可以强化或开拓抗氧化剂或还原剂在急危重病患者使用疗效或应用范围，做到从不同作用机制、多信号途径着手，联手控制急性应激损伤，适用于急危重症患者的治疗。.上述研究目前已发表标注该项目的英文文章6篇，另有一篇英文文章正在准备投稿。培养硕士研究生9人，培养团队优秀人才1名，申请1项国家专利（第二申请人）。