神经细胞自噬节律在新生大鼠缺氧缺血脑损伤中的机制研究

Hypoxic-ischemic encephalopathy (HIE) is a common neonatal central nervous systemdisease, that is a serious threat to children’s health and life. It is very important to explore the pathogenesis and reparation mechanism of HIE. Researches have showed that autophagy displays circadian rhythms in mice and is a key factor to regulate neural injury induced by hypoxia-ischemia(HI) in neonatal rat. Our previous study have found that the rhythmical expression of autophagy gene Beclin1 and LC3 were disrupted in HI rat. Knockdown the circadian gene Clock would decrease the expression of Beclin1 and LC3 in primary cultered neuron. However, the mechanism underlying circadian gene Clock regulation of neural autophagy, and the function of Clock regulated autophagy in HI induced nerve injury are unclear. In the present study, we want to elucidatethe mechanism underlying circadian gene Clock regulation of autophagy in neonatal rat neural injury induced by HI. In order to, explore the role of Clock gene regulated autophagy involve in neural injury in HI neurons. Thus provide further understanding of the pathogenesis of HIE, and new therapy and prevention for HI induced neural injury.

新生儿缺氧缺血脑病（HIE）是新生儿期一种严重威胁患儿健康和生命的中枢神经系统疾病，探索HIE的发病与修复机制具有重要意义。已有研究表明，细胞自噬具有节律性，且自噬是参与新生鼠缺氧缺血后神经损伤的重要因素。前期工作中，我们发现缺氧缺血后大鼠神经元自噬相关基因Beclin1和LC3节律表达紊乱，且Beclin1和LC3的表达受到节律基因Clock调控。但Clock基因调控神经元自噬节律的机制及其在缺氧缺血诱导神经损伤中的作用还不清楚。本项目拟在新生大鼠缺氧缺血和体外培养神经元缺氧缺血模型中，通过调控Clock基因表达及自噬相关信号分子活性，阐明Clock基因参与调控神经细胞自噬节律的作用和机制；并进一步探索通过调节神经元自噬节律修复缺氧缺血诱导的神经损伤的可行性，为HIE的发病与修复机制提供新思路。

新生儿缺氧缺血脑病（HIE）是一种严重威胁患儿健康和生命的中枢神经系统疾病。目前其发病机制尚不完全清楚，临床治疗缺乏特异治疗手段。因此，探讨HIE的发病机制及防治措施，对指导临床治疗HIE具有重要意义。我们通过建立新生大鼠缺氧缺血脑损伤（HIBD）模型和体外培养神经元缺氧缺血即氧糖剥夺（OGD）模型，检测新生大鼠HIBD后神经元自噬基因和节律基因的表达，探索缺氧缺血引起神经损伤的新机制。研究发现：体外培养神经元自噬相关蛋白Beclin1和LC3Ⅱ的表达呈现节律性波动；OGD处理后，体外培养神经元Beclin1和LC3Ⅱ的表达随着时间的延长逐渐升高，不再呈现节律性波动；HIBD引起大鼠皮层和海马组织节律蛋白Clock表达降低；体外培养神经元经OGD处理后，Clock蛋白表达也较对照组显著降低；与阴性对照组相比，抑制神经元节律基因Clock表达后，自噬相关蛋白Beclin1和LC3Ⅱ的表达都显著下降，NF-κB信号通路蛋白P65和磷酸化P65表达显著降低；与野生型小鼠相比，敲除Bmal1基因小鼠LC3节律性表达紊乱，Belcin1和LC3表达降低。以上结果表明缺氧缺血引起神经元自噬相关蛋白Beclin1和LC3Ⅱ表达节律紊乱，其机制可能是节律蛋白Clock与Bmal1一起通过NF-κB信号通路调控自噬相关蛋白Beclin1和LC3Ⅱ的表达有关。由于自噬在缺氧缺血脑损伤中发挥重要的作用，自噬节律紊乱可能是缺氧缺血引起神经细胞损伤的新机制。我们的研究有助于进一步探索HIE的发病机制，为HIE的防治提供新思路。