气体信号分子硫化氢调控抗衰老基因klotho拮抗甲醛神经细胞毒性

How to prevent the neurotoxicity of formaldehyde is a new focus of attention for neuroscience research. H2S, the third gasotransmitter, has a neuroprotective effect. Klotho is a novel anti-aging gene.Our previous work showed that H2S protects nerve cells against formaldehyde-induced neurotoxicity and that H2S upregulates the expression of Klotho in nerve cells. Combined with the literature, we propose the working hypothesis that H2S prevents formaldehyde neurotoxicity by regulation of the expression of Klotho. The project is to identify that the neurotoxicity of formaldehyde is associated with the inhibited generation of endogenous H2S by formaldehyde via observing the effects of formaldehyde on the generation of endogenous H2S in nerve cells, to clear that H2S regulates the expression of klotho and prevents the neurotoxicity of formaldehyde via investigating whether the changes of endogenous H2S generation in nerve cells by the technologies of pharmacology, gene transfection and RNA interference affect the expression of Klotho and the neurotoxicity of formaldehyde, to clarify that the Klotho gene mediates the neuroprotective action of H2S against formaldehyde neurotoxicity via examining whether the Klotho gene silencing by siRNA technology reverse the neuroprotective action of H2S against formaldehyde neurotoxicity. This project will provide a new breakthrough point and target for the prevention and treatment of formaldehyde neurotoxicity from the new perspective of endogenous H2S.

如何防治甲醛神经毒性是当前神经科学领域中一个新的关注热点。H2S是具有神经保护作用的第三种气体信号分子，Klotho是一新型抗衰老基因。我们的预实验发现H2S可减轻甲醛神经毒性并促进神经细胞Klotho表达，结合文献，提出"H2S 可通过调控 Klotho 拮抗甲醛神经毒性"的工作假设。本项目拟在细胞水平上探讨甲醛对内源性H2S生成的影响，以明确抑制内源性H2S的生成在甲醛神经毒性中的意义；利用药理学手段、基因转染或RNA干扰等技术，探讨改变内源性H2S的生成对神经细胞Klotho基因表达以及甲醛神经细胞毒性的影响，以明确H2S对Klotho表达具有调控作用、对甲醛神经毒性具有拮抗作用；利用RNA干扰技术，探讨沉默Klotho基因能否逆转 H2S的抗甲醛神经毒性作用，以阐明Klotho基因对H2S抗甲醛神经毒性的介导作用。从内源性H2S这一新的视角为甲醛神经毒性的防治提供新的切入点和靶标。

1. 从Paraoxonase-1、BDNF/TrkB通路、ALDH2、SIRT-1和内质网应激等视角深入探讨H2S拮抗甲醛神经细胞毒性的作用及其机制。(1) 探讨Paraoxonase-1在H2S拮抗甲醛神经细胞毒性中的作用，发现H2S可上调神经细胞Paraoxonase-1的表达和活力，给以Paraoxonase-1抑制剂可逆转H2S的抗甲醛神经细胞毒性作用，表明Paraoxonase-1可介导H2S的抗甲醛神经细胞毒性的作用；(2) 探讨BDNF/TrkB通路在H2S抗甲醛神经细胞毒性中的作用，发现H2S可上调BDNF/TrkB通路，给以BDNF/TrkB通路抑制剂可逆转H2S的抗甲醛神经细胞毒性作用，表明BDNF/TrkB通路对H2S的 抗甲醛神经细胞毒性作用具有介导效应；(3) 从ALDH-2的视角探讨H2S拮抗甲醛神经细胞毒性的作用机制，发现H2S还可下调神经细胞ALDH-2的表达和活力，ALDH-2抑制剂可拮抗甲醛损伤神经细胞，抑制BDNF-TrkB通路可逆转H2S对神经细胞ALDH2的下调作用，提示H2S可通过上调BDNF-TrkB通路而抑制ADLH-2的表达，进而克服甲醛神经细胞毒性；(4) 从SIRT-1和内质网应激的视角探讨H2S拮抗甲醛神经细胞毒性的作用机制，发现H2S可上调神经细胞SIRT-1表达、抑制甲醛诱导的内质网应激，给以SIRT-1抑制剂后可取消H2S对甲醛诱导内质网应激和神经毒性的拮抗作用，表明H2S可通过上调SIRT-1抑制甲醛诱导内质网应激而拮抗甲醛神经细胞毒性作用；(5) 探讨klotho在H2S抗甲醛神经细胞毒性中的作用，发现H2S可上调神经细胞klotho，提示Klotho可能与其拮抗甲醛神经细胞毒性有关。.2. 探讨H2S对甲醛诱导认知功能障碍的拮抗作用及其机制，研究表明H2S可通过逆转甲醛抑制大鼠海马BDNF的表达而发挥拮抗甲醛损害大鼠学习记忆和认知功能的作用。.3. 探讨H2S对同型半胱氨酸神经细胞毒性的拮抗作用及其机制，发现H2S上调神经细胞SIRT-1表达，克服同型半胱氨酸诱导神经细胞衰老，给以SIRT-抑制剂可取消H2S对同型半胱氨酸诱导神经细胞衰老及其毒性的拮抗作用，表明H2S的抗同型半胱氨酸神经毒性作用可能与其上调SIRT-1拮抗同型半胱氨酸诱导神经细胞衰老密切相关。.4. 探讨内源性H2S降低和内质网应