针刺改善血管性痴呆大鼠认知损害的氧化还原蛋白谱研究

The balance between oxidation and anti-oxidation could be maintained at a relatively constant state by acupuncture. Oxidative stress is proved to be a common pathway of numerous diseases, however, recent studies have suggested that the disorder between redox signal transduction and control involves in oxidative stress. Detection of the redox state and acupuncture related redox protein is important for a comprehensive and objective evaluation of the oxidative level in vivo. We aim to explore the antioxidant mechanism of acupuncture based on vascular dementia rats. Neural behavior is adapted to test the cognitive function. Transcriptomics, proteomics and redox proteomics techniques are used to identify oxidative modified proteins by bioinformatics-based analysis. We test the biomarkers of protein oxidation and 4-hydroxy-nonenal (4-HNE), biomarkers of lipid oxidation, in order to screen the redox protein which is regulated by acupuncture to improve cognitive impairment in vascular dementia rats. This will be helpful to reveal the redox regulatory mechanism of acupuncture.

抗氧化是针刺治疗各系统疾病的重要机制之一。针刺可使氧化损伤-抗氧化防御维持在相对恒定的状态。氧化应激是许多疾病发生的共同通路，现在被更多地认为是氧化还原信号转导和控制之间的紊乱。检测机体所处的氧化还原状态，筛选针刺所调控的相关氧化还原蛋白谱，对于全面、客观地评价针刺抗氧化的效应具有重要意义。本项目以双血管阻断法复制血管性痴呆大鼠模型，从氧化还原动态平衡的角度，采用神经行为学、转录组学、表达蛋白组学和氧化还原蛋白组学等技术手段，在评价海马相关认知功能和进行生物信息学分析的基础上，以蛋白氧化应激标志物羰基化蛋白和脂质氧化应激标志物4-HNE结合蛋白为靶点，筛选针刺改善血管性痴呆大鼠认知损害所调控的氧化还原蛋白谱，以期揭示针刺抗氧化效应的氧化还原调控机制，为针刺作用的机理研究提供科学依据。

氧化应激与血管性痴呆的病理生理学机制密切相关，被普遍认为是导致其认知功能损害的关键因素。研究表明，针刺能够通过抗氧化机制改善血管性痴呆大鼠的认知功能。本课题通过同位素标记相对和绝对定量(iTRAQ)蛋白质组分析技术筛选针刺改善血管性痴呆大鼠认知损害的靶蛋白。结合运用生物信息学、蛋白质生物化学、细胞生物学等方法与技术，对针刺抗氧化效应的作用机制进行了系列研究。首先通过双血管阻断法复制大鼠血管性痴呆模型，采用Morris水迷宫实验评价针刺改善血管性痴呆大鼠认知损害的有效性；进而利用iTRAQ技术筛选针刺改善血管性痴呆大鼠认知损害的靶蛋白，经质谱分析，获得110个蛋白，经生物信息学分析，挑选出10个感兴趣成员，S100B，NMDA2A，GTRAP3-18，14-3-3，SOD1和AC造模后表达量明显增高，CSP，SGP1，HMGB1降低，针刺改善这些蛋白的异常变化，推测这些成员可能参与针刺改善血管性痴呆大鼠认知损害的过程。通过Western Blot方法验证血管性痴呆大鼠海马内候选蛋白表达水平，结果显示与iTRAQ结果相一致；最后利用DNP富集大鼠海马内羰基化修饰蛋白，通过2D技术筛选针刺改善血管性痴呆大鼠认知损害的氧化还原相关靶蛋白，经质谱分析，获得4个蛋白，GFAP，MDH2，ENO1和ATPase的羰基化水平造模后显著增加，针刺可以降低其羰基化水平。综合上述结果，本研究为探讨针刺改善血管性痴呆大鼠认知损害的机制奠定了坚实的工作基础。同时对于筛选针刺改善血管性痴呆大鼠认知损害的氧化还原蛋白谱提供了重要的启示性线索。 项目资助发表SCI论文3篇，中文论文1篇。项目投入经费23万元，累计支出20.25万元，结余 2.75万元,用于本项目研究后续支出。