TERT驱动的神经元代谢重组促进突触重建缓解低灌注性脑损伤

基本信息
批准号:81801303
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:21.00
负责人:陈鑫
学科分类:
依托单位:哈尔滨医科大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王勋,宣立娜,周琪,舒梦婷,刘珈杞,殷志勤,张俊
关键词:
突触重建低灌注性脑损伤糖酵解端粒酶逆转录酶代谢重组
结项摘要

Synaptic reconstruction is the key node for the long-term repair of neural function after cognitive impairment of the central nervous system. The latest studies demonstrated that glycolysis can affect the synaptic reconstruction through regulating the overall metabolism of cells, indicating that glycolysis may be related with neurocognitive injury. However, so far, the role and mechanism of glycolysis in neurocognitive injury induced by Chronic Brain Hypoperfusion (CBH) are not clear. Our previous studies found that CBH may cause the degeneration of synapses, and significantly inhibit the activation of glycolysis. Further study found that CBH can inhibit the expression of telomerase reverse transcriptase (TERT), and the overexpression of TERT can significantly improve the learning and memory ability in rats with CBH, meanwhile, though Transcriptome Array, we found that the overexpression of TERT can significantly activate the expression of PFKFB3 (fructose – 2, 6 - phosphatase - 3) which is the key enzyme of glycolysis and originally is silence in neurons. Therefore, we speculate that activation of TERT can activate glycolysis in neurons, and then delay synaptic degeneration induced by CBH. On this basis, the project intends to demonstrate the activation of glycolysis promoted by TERT, explore the necessary role of TERT in maintaining synapse formation and cognition protection, reveal the effect and mechanism of neuronal metabolism reprogramming driven by TERT promoting the synaptic reconstruction to alleviate cognitive impairment induced by CBH, in order to maintain neuronal glycolysis and counteract synaptic degeneration in CBH cognitive impairment process through regulating TERT. Our study will provide new insights for further understanding the mechanism of neuronal metabolism in regulating synaptic reconstruction, exploring the non-telomere protective role of TERT, and searching effective target of cognitive damage induced by CBH.

突触重建是慢性脑低灌注(Chronic Brain Hypoperfusion, CBH)认知损伤后神经功能修复的关键点。最新研究证实,糖酵解可通过影响细胞整体代谢影响突触重建,但其在CBH中的作用尚不清楚。我们前期研究发现CBH可引发神经突触丢失,并能抑制糖酵解激活;而过表达CBH时下调的端粒酶逆转录酶(TERT)可缓解神经突起退化,且可激活原本在神经元中沉默的糖酵解关键酶。故此,我们推测激活TERT可激活神经元糖酵解,延缓CBH突触退化。本课题拟在此基础上,通过明确TERT对糖酵解的激活作用,探究TERT在维持神经突触形成和认知保护中的必要性,揭示TERT驱动的代谢重组促突触重建缓解CBH脑损伤的机制,以期通过调控TERT,来维持神经元糖酵解、抵抗CBH认知损伤时的神经突触退化。本项目将为深入认识糖酵解影响突触重建的机制、探索TERT的非端粒保护作用、寻找有效的抗CBH靶点提供新思路。

项目摘要

慢性脑低灌注(Chronic Brain Hypoperfusion, CBH)也被认定为血管性痴呆(Vascular Dementia,VaD)和阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease, AD)的临床前阶段,临床证据表明改善CBH有助于痴呆患者认知功能的恢复,但CBH导致认知功能障碍的分子机制尚未完全阐明。我们知道突触重建是认知损伤后神经功能修复的关键点,而通过影响细胞能量代谢能够影响突触重建,也有研究表明端粒酶逆转录酶 (Telomerase reverse transcriptase, TERT)能够影响细胞的能量代谢过程,是细胞能量代谢的关键调节剂。故此,本研究旨在探究TERT驱动的代谢重组促突触重建缓解CBH脑损伤的机制。目前本研究已经证实CBH能够减少海马神经突触数量以及降低胆碱能神经突触传递、能够降低大鼠脑部的葡萄糖代谢、同时降低了大鼠脑部TERT的表达;神经元特异性过表达TERT可缓解神经突起退化、且可缓解CBH大鼠认知功能障碍;研究中进一步发现体外糖氧剥夺OGD不仅能降低神经元的TERT表达,还能够引起小胶质细胞中TERT的表达降低,而过表达TERT能够同时调节神经元和小胶质细胞的糖代谢过程,进一步灌胃全身给药TERT激活剂TA65发现其也能够缓解CBH大鼠胆碱能神经传递障碍,说明TERT可能从调节神经元和小胶质细胞代谢两方面发挥神经保护作用。项目接下来将从神经元和小胶质细胞两个角度探索TERT的整体功能,同时进一步通过分析CBH大鼠海马的全转录测序数据,以深入探究CBH诱发大鼠海马损伤的机制,寻找有效的抗CBH靶点提供新思路。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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