Sirt3调控神经元线粒体自噬在脑缺血中的作用及机制研究

Ischemic stroke (IS) is still one of the most common causes of long-term disability in adulthood, and drug treatment in clinical practice is limited. Recent studies demonstrated that besides apoptosis and necrosis, neuronal autophagy was also observed after IS, but its exact role in IS-induced neurological dysfunction was controversial. Our previous data showed that autophagy agonists could reduce neuronal death in vitro; the expression of Sirt3, a mitochondrial NAD+ -dependent protein deacetylase, was increased after IS, and overexpression of Sirt3 inhibits neuronal injury through regulating mitophagy associated Pink1-Parkin pathway. Together with recent studies, these results indicate that the increased expression of Sirt3 after IS might be an endogenous protective mechanism, which might influence neuronal outcome after IS through regulating mitophagy. On the basis of previous studies, the roles of Sirt3 and mitophagy in cerebral ischemia and reperfusion injury and the molecular mechanisms underlying Sirt3 in regulating neuronal mitophagy will be studied by using lentivirus-mediated overexpression and downregulation technology. It is possible to clarify the molecular network and important signaling of mitophagy after IS and to provide a theoretical basis for neuroprotective research.

缺血性脑卒中（IS）是成年人致残的主要原因之一，目前尚无有效的药物治疗手段。最新研究表明，IS后神经元不仅发生凋亡与坏死，还可发生自噬，但其在IS后神经功能障碍中的作用尚存在争议。我们的前期研究发现，在神经元损伤模型中使用自噬激动剂可减少神经元死亡；而一类线粒体去乙酰化酶Sirt3在神经元损伤后表达增高，过表达Sirt3可激活线粒体自噬相关的Pink1-Parkin信号通路，发挥神经保护作用。结合文献报道，我们认为Sirt3在IS后的表达增加可能是一种内源性保护机制，可能通过调控线粒体自噬影响IS后神经元转归。本课题拟在以往工作基础上，利用基因表达干预技术，研究Sirt3及线粒体自噬在脑缺血再灌注损伤中的作用，明确Sirt3调控神经元线粒体自噬的分子机制，阐明IS后神经元线粒体自噬相关的分子机理与重要信号通路，为IS后脑保护研究提供新的思路。

缺血性脑卒中（IS）是成年人致残的主要原因之一，目前尚无有效的药物治疗手段。最新研究表明，IS后神经元不仅发生凋亡与坏死，还可发生自噬，但其在IS后神经功能障碍中的作用尚存在争议。本项目在已建立的IS研究平台上，研究神经元线粒体自噬的时空变化规律及其在神经元转归中的作用，阐明Sirt3对神经元线粒体自噬的调控机制，探讨IS后神经元线粒体自噬的分子调控网络，为IS后脑保护的临床药物研发提供新靶点和新思路。通过本项目的研究，我们发现了在IS后Sirt3能够通过AMPK/m-TOR、Pink1/Parkin和HIF-1/BNIP3等信号通路促进神经元线粒体自噬，进而维持线粒体结构和功能的稳定，减轻神经元凋亡，并改善血脑屏障功能，促进神经功能的恢复，从而发挥内源性的脑保护作用。基于以上研究结果，我们首次以Sirt3为切入点，系统阐述了IS后神经元线粒体自噬的时空变化规律及其与神经元结构和功能损害之间的关系和作用机制，探讨Sirt3调控神经元线粒体自噬的机制及其下游调控网络。同时，我们首次通过组蛋白去乙酰化调控的方式干预IS后神经元线粒体自噬的作用及分子机制，探索其成为临床神经保护药物研发干预靶点的可能，为IS后神经元转归及神经保护作用的研究提供新思路和新方法。