Nrf2激活自噬受体蛋白P62调控TBI后自噬与凋亡平衡的实验研究

There is still no satisfactory drug treatment for traumatic brain injury (TBI). Autophagic and apoptotic cell death makes major contribution to neuronal cells death in TBI. However, targeting autophagy or apoptosis pathways in TBI therapy usually get disapponting results, and sometimes contrast results. Recent approches suggest that the balance between autophgy and apoptosis plays a crucial role in cells survival. But the balance mechanisms of autophagy and apoptosis in neuronal cells after TBI have not been elucidated. The selective autophagy substrate P62, which is modulated by the nuclear factor Nrf2, is considered to be the molecular switch regulating autophagy and apoptosis. Our studies also show that activation of Nrf2 signalling pathway could reduce neuronal cells apoptosis and promote P62 expression.Therefore, we assume that Nrf2-mediated induction of P62 could exert protective effects on neuronal cells by modulating the balance between autophagy and apoptosis following TBI.And this study will focus on the role and mechanism of the balance between autophagy and apoptosis in neuronal cells survival after TBI.

目前临床上仍缺乏有效治疗创伤性脑损伤（TBI）的药物。自噬性细胞死亡与凋亡是TBI后继发性损伤导致神经细胞死亡的重要形式，但是单纯干预其中某一过程，并未取得满意的临床疗效，甚至得到截然相反的研究结果。近期研究表明，自噬与凋亡的平衡是决定细胞死亡的关键。而TBI后神经细胞自噬与凋亡平衡的机制尚未得到阐释。研究发现：自噬受体蛋白P62是调节自噬与凋亡的"分子开关"，核转录因子Nrf2则是调控P62表达的关键分子。我们的前期研究表明激活Nrf2能减少TBI后神经细胞的凋亡，且TBI后Nrf2可以促进P62表达。因此，我们推断Nrf2通过P62调节TBI后神经细胞自噬与凋亡的平衡，进而对神经细胞起到保护作用。本课题拟从整体、细胞、分子水平，利用Nrf2敲除小鼠、RNA干扰、激动剂及抑制剂双向干预等手段，重点阐明TBI后自噬与凋亡平衡在神经细胞保护中的作用及其机制，以期探寻治疗TBI的新靶点。

目前临床上仍缺乏有效治疗创伤性脑损伤（TBI）的药物。自噬性细胞死亡与凋亡是TBI后继发性损伤导致神经细胞死亡的重要形式，但是单纯干预其中某一过程，并未取得满意的临床疗效，甚至得到截然相反的研究结果。前期的研究表明，自噬与凋亡的平衡是决定细胞死亡的关键，而TBI后神经细胞自噬与凋亡平衡的机制尚未得到阐释。我们通过TBI的造模，采用自噬抑制剂3-MA，自噬促进剂Rapamycin，凋亡抑制剂ZVAD等多种药物，联合应用Nrf2敲除的转基因小鼠的TBI模型发现，自噬和凋亡在TBI后激活，在24小时达到高峰。在正常的ICR小鼠中，抑制自噬会促进凋亡的发生，而抑制凋亡会导致促进自噬的发生，两者在一定程度上可以互相转化，但这种现象在Nrf2敲除的小鼠中并没有出现。通过脑损伤体积的测试和TBI后小鼠的神经功能评分，神经元数量检测等方式，我们发现，在正常小鼠中，应用自噬促进剂和凋亡抑制剂都能很好的起到神经保护的作用，其中以自噬促进剂作用更佳；而在nrf2敲除的小鼠中，应用凋亡抑制剂和自噬抑制剂都能起到很好的神经保护作用，而自噬促进剂却反而有进一步的神经损害作用。我们的研究结果表明，自噬和凋亡在TBI后激活，两者可以在一定程度上互相转化，而Nrf2/P62通路是决定两者能否相互转化的关键。同时，我们的结果还表明，自噬在颅脑外伤后起着双重的作用，当外界损伤，应激较小时，适度的自噬起到了神经保护作用，而在外界损伤应激较大时，过度的自噬激活会导致进一步的神经损伤作用。我们的研究结果表明在将来可以根据脑损伤和外界应激的严重程度，通过调控Nrf2/P62通路，采用合理药物的调控自噬与凋亡的平衡，达到治疗脑外伤的作用，为将来临床脑外伤的治疗提供了一个全新的药物治疗的策略和靶点