脑缺血/再灌注时Mul1促线粒体分裂作用及机制

基本信息
批准号:81573430
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:罗秀菊
学科分类:
依托单位:中南大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杨杰,李年生,章迪,张洁洁,任凯迪,佘浪,李涛,贺理
关键词:
线粒体E3泛素蛋白连接酶1线粒体融合蛋白2动力相关蛋白1脑缺血/再灌注损伤线粒体分裂
结项摘要

The aberrant fission of mitochondria is thought as one of the important reasons for neuron death following cerebral ischemia/reperfusion (IR).The preliminary data of this project showed that in rat model of cerebral IR, the expression of mitochondrial E3 ubiquitin protein ligase 1 (Mul1) increased accompanied by the increased levels of DRP1(fission protein) and DRP1-SUMO as well as the decreased levels of Mfn2(fusion protein) and miR-125b which targets Mul1 gene. Based on the preliminary data, we will take the lead to explore the downstream pathway of Mul1 in promoting the mitochondrial fission and the mechanisms responsible for the up-regulation of Mul1 expression as follows: 1)Establish a rat model of cerebral ischemia/reperfusion injury and finish the measurements of infarct volume, expression levels of Mul1, DRP1-SUMO and Mfn2-UB, to determine the role of Mul1 in promoting mitochondrial fission and the possible mechanisms through combining the strategies of interferences with drug, Mul1 siRNAs and miR-125b agomir; 2) Establish a cell model of hypoxia/reoxygenation injury and finish the measurements of the associated parameters, to elucidate the underlying mechanisms of Mul1 expression and function through combining the strategies of interferences with drug, Mul1 siRNAs or miR-125b mimics, as well as the luciferase reporter genes. This project will lay a theoretic foundation and provide the new idea for seeking novel drugs targeting against cerebral ischemia.

线粒体异常分裂是脑缺血/再灌注(IR)时神经细胞死亡重要原因之一。本项目预实验首次发现大鼠脑IR时,线粒体E3泛素蛋白连接酶1(Mul1)表达上调、伴随分裂蛋白DRP1苏素化和蛋白水平升高,融合蛋白Mfn2含量和调节Mul1的miR-125b水平下降。基于上述结果,我们率先从以下方面探讨Mul1促线粒体分裂作用及机制:① 建立大鼠脑IR模型,结合药物干预、Mul1 RNA干扰或miR-125b agomir干预,检测脑梗死体积、Mul1表达、DRP1苏素化和Mfn2泛素化水平等指标,确定脑缺IR时Mul1促线粒体分裂作用及机制;② 建立神经细胞低氧/复氧损伤模型,结合药物干预、Mul1基因沉默、miR-125b mimics干预及荧光素报告基因技术,检测上述相关指标,阐明Mul1促线粒体分裂及其表达调节机制。该研究有助于阐明脑IR损伤机制,为寻找防治脑IR损伤新药靶点和新药提供理论依据。

项目摘要

线粒体异常分裂是脑缺血/再灌注(I/R)时神经细胞死亡重要原因之一。我们前期工作发现大鼠脑I/R时,线粒体E3泛素蛋白连接酶1(Mul1)表达上调、细胞死亡增加,但机制不详。本项目主要研究内容如下:1) 建立大鼠脑缺血/再灌注损伤模型,检测神经学功能评分、脑梗死体积、线粒体分裂(电镜)等指标,测定Mul1、DRP1、Mfn2和细胞色素C(Cytc)等表达水平,结合基因沉默及药物干预手段,确定Mul1促脑缺血/再灌注损伤作用及与线粒体分裂之间的关系;2)建立神经细胞低氧/复氧损伤模型,检测相关指标, 结合药物干预手段、基因沉默技术,确定Mul1与DRP1-SUMO1、Mfn2泛素化、SOD2和低氧/复氧损伤及线粒体分裂之间的内在联系。3)利用上述动物和细胞模型,结合分子对接软件,筛选出对Mul1具有调节作用并产生抗脑缺血/再灌注损伤作用的药物。本项目已顺利完成,取得以下成果:1) 首次证明脑缺血/再灌注时,Mul1表达上调,促进了脑I/R损伤,抑制Mul1表达能减轻脑I/R损伤;2) Mul1促脑I/R损伤机制与其增加DRP1苏素化和Mfn2泛素化造成线粒体动态失衡,功能紊乱密切相关,还涉及对p53和SOD2的调节;3)甲基原薯蓣皂苷、川续断皂苷B对 Mul1具有抑制作用并产生抗脑缺血/再灌注损伤疗效。这些发现为阐明脑缺血/再灌注时神经细胞线粒体动态失衡机制提供了新的理论依据,为寻找新药靶点,开发抗脑缺血新药提供了新思路。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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