自噬在缺血预处理保护内质网应激诱导骨骼肌损伤中的作用及其机制研究

Severe endoplasmic reticulum stress (ERS) can trigger endoplasmic reticulum apoptosis signaling pathway, leading to cell apoptosis and tissue damage. ERS closely relate with the development of many human diseases. Alleviation of serious ERS is a new target for the prevention and treatment of these diseases. Our previous experiment found that: hypoxic preconditioning (HPC) can inhibit the response of ERS and decrease the expression of pro-apoptotic factor CHOP. Ischemic preconditioning (IPC) / HPC significantly reduced the ERS-induced skeletal muscle cell damage; HPC induced the increase of LC3-II/LC3-I. Thus, we speculate that activation of autophagy may be involved in IPC protection of endoplasmic reticulum stress-induced skeletal muscle injury. In vivo and in vitro, the study is intended to determine the effect and mechanism of autophagy in ischemic preconditioning protecting the ERS-induced skeletal muscle cell damage with TG / TM-induced skeletal muscle endoplasmic reticulum stress model and the morphology and molecular biological methods. This study will clarify the endogenous protective mechanism in IPC from a new perspective, and widen the scope of IPC protection. We believe it can provide new target for the prevention and treatment of ERS related diseases.

严重的内质网应激（ERS）触发内质网凋亡信号通路，导致细胞凋亡和组织损伤。ERS与人类多种疾病发生发展密切相关。减轻严重ERS是防治这些疾病的新的靶点。我们前期实验发现：低氧预处理（HPC）抑制内质网应激反应，使促凋亡因子CHOP表达下降，缺血预处理(IPC)/ HPC显著减轻ERS诱导的骨骼肌细胞损伤；HPC诱导自噬标志物LC3-II/LC3-I比值升高。由此我们推测自噬激活可能参与IPC保护内质网应激诱导的骨骼肌损伤。本课题拟在整体和细胞水平采用TG/ TM诱导骨骼肌内质网应激模型，应用形态学及分子生物学方法研究自噬在IPC保护内质网应激诱导骨骼肌损伤中的作用及其机制。本课题从新的视角阐明IPC内源性保护机制，拓宽IPC保护范围，为防治ERS相关疾病提供新靶点。

内质网（endoplasmic reticulum，ER）是蛋白合成和钙储存主要场所。内质网对于应激刺激非常敏感，多种因素如氧化应激、ER内Ca2+耗竭、蛋白质加工异常、某些蛋白表达过多、营养物质/葡萄糖/胆固醇耗竭等均可以导致ER内未折叠/错误折叠蛋白质的聚集和钙稳态破坏，这种ER功能紊乱状态被称为内质网应激(endoplasmic reticulum stress, ERS)。严重的ERS触发ER 凋亡信号通路，导致细胞凋亡和组织损伤。ERS与肌炎，糖尿病，心血管疾病，癌症，老年病，脑缺血以及其他严重疾病的发生发展密切相关。但如何减轻严重内质网应激反应至今尚不清楚。因此，减轻严重ERS是防治上述疾病的新的靶点。.缺血预处理(ischemic preconditioning, IPC)，即预先反复短暂缺血，可以延缓或减轻组织后续缺血(再灌注)损伤，这一内源性保护机制对缺血/再灌注的保护作用已在多种属动物及多组织器官得到证实。且该保护现象可以被预先短暂的低氧预处理（hypoxic preconditioning, HPC）模拟，具有良好的临床应用前景。研究提示IPC/HPC可通过短时间缺血/缺氧调动内源性保护机制，增强细胞对后续长时间ERS的耐受能力，从而减轻ERS损伤。.本课题采用经典的内质网应激诱导剂TG（抑制ER钙摄取、排空ER内Ca2+）/ TM（抑制ER蛋白质合成的N-末端糖基化过程）诱导骨骼肌内质网应激模型以及TG/ TM诱导原代培养骨骼肌细胞ERS模型，在整体和细胞水平应用形态学及分子生物学方法研究IPC减轻内质网应激诱导的骨骼肌损伤的过程并探讨机制。结果发现：TG/TM诱导骨骼肌内质网应激损伤明显；IPC/HPC减轻TG/TM诱导骨骼肌内质网应激损伤; IPC/HPC抑制TG诱导骨骼肌内质网应激相关蛋白表达; HPC通过PI3K/AKT途径参与减轻骨骼肌内质网应激损伤，此项研究的深入将拓宽IPC的研究范围，为将这一内源性保护机制应用到更多内质网应激参与发生发展的疾病奠定理论基础和方法探索。.同时，在本项目资助下，拓展了研究范围，针对适度的ERS可通过激活信号通路减缓基因转录、抑制新蛋白合成从而发挥细胞保护作用，内质网应激预处理在多种疾病模型中均具有广泛的内源性保护作用。采用经典的LPS诱导脓毒症大鼠模型、LPS诱导原代培养骨骼肌细胞脓毒症模型，