五子衍宗丸干预泛素-蛋白酶体介导的凋亡途径防治神经管畸形的分子机制研究

神经管畸形（NTDs）是一种最常见的先天性新生儿出生缺陷，我国北方是高危地区，病因和发病机制尚不完全清楚。课题组前期研究发现，泛素-蛋白酶体系统（UPS）可能参与了维甲酸所致神经细胞的凋亡途径，但未展开研究。UPS是一种细胞内蛋白降解系统，p53 、Bax和caspase-3都是凋亡调控因子，且它们都是UPS 的底物。我们推测UPS对以上凋亡调控因子的降解异常可能导致NTDs的发生。.中医学认为肾主先天，肾主发育，肾精不足可导致胎儿先天发育异常。本课题组研究发现，补肾益精方五子衍宗丸对NTDs有较好的防治作用。故本项目拟将运用现代生物技术研究五子衍宗丸通过干预UPS介导的神经管上皮细胞凋亡途径防治NTDs的分子机制，以揭示中医"肾主先天，肾主发育" 理论与早期胚胎发育的关系，为中医补肾方剂防治NTDs提供理论和临床依据，推动我国防治NTDs的进程，提升我国中医药防治地方病的科技水平。

1. 项目的完成情况. （1）建立了ATRA所致神经管畸形（NTDs）小鼠模型；（2）观察了不同剂量的中医补肾方剂五子衍宗丸对胎鼠NTDs的防治作用，进一步筛选出了五子衍宗丸防治胎鼠NTDs发生的最佳给药剂量。（3）研究了UPS介导的凋亡途径在NTDs发生时的分子机制以及中医补肾方剂五子衍宗丸防治NTDs的作用机制。结果显示，按ATRA50mg﹒kg-1剂量造成了明显的胎鼠NTDs，造模成功；五子衍宗丸高剂量（4.2 g﹒kg-1）可作为其防治胎鼠NTDs发生的相对合适剂量，且预防作用效果最好。故将选取此剂量提前干预孕鼠进行了后续机制研究。在ATRA引起的小鼠NTDs发生时，可能是通过引起UPS因子Ub、UBE1、UBE2-EPF、E6-AP及26S PSM的基因和蛋白水平表达降低，同时引起26S蛋白酶体的蛋白活性降低，而导致UPS对促凋亡因子p53、Bax和caspase-3的降解能力减弱，致使这些促凋亡因子蛋白表达增强，进而导致神经管细胞的过度凋亡最终引发NTDs的发生，即UPS介导的凋亡途径参与了ATRA致小鼠NTDs的发生。这可能为ATRA引起小鼠NTDs的机制之一。五子衍宗丸预防给药时，可以有效抑制ATRA引起的UPS因子Ub、UBE1、UBE2-EPF、E6-AP及26S PSM的基因和蛋白表达水平的下降，同时也可抑制由ATRA引起的26S蛋白酶体蛋白活性的降低，而导致UPS对促凋亡因子p53、Bax和caspase-3的降解能力增强，致使这些促凋亡因子蛋白水平降低，进而抑制了神经管细胞的过度凋亡最终明显降低了NTDs的发生，即五子衍宗丸通过干预UPS介导的凋亡途径而有效预防了ATRA致小鼠NTTDs的发生。这可能为五子衍宗丸预防ATRA致小鼠NTDs的机制之一。.2. 项目取得成果. （1）理论成果：1）UPS介导的凋亡途径参加与了NTDs的发生；2）中医补肾方剂五子衍宗丸可以通过干预UPS介导的凋亡途径而达到有效防治NTDs发生的作用，有力的阐释了中医“肾主先天，肾主发育” 理论的科学内涵。. （2）发表文章：在SCI 收录期刊投稿论文1篇，国家级期刊发表论文4篇。. （3）人才培养：培养了1名山西高等学校优秀青年学术带头人和山西131领军人才工程优秀中青年拔尖创新人才（负责人柴智），并以此课题为基础将赴澳大利亚阿德莱德大学进行访学一年。