激肽释放酶对线粒体DNA突变率的调控在缺血性神经元保护中的作用

After thrombolysis, residual neurological deficits seriously deteriorate the prognosis of patients. Our previous study indicated that ATP synthesis was significantly reduced in the ischemia-reperfusion region, however mitochondrial biogenesis in the same region was significantly increased. Our results suggested that this contradiction may be due to the decrease of mitochondrial ATP synthesis caused by mitochondrial DNA mutations resulted from mitochondrial morphological changes. Thus we suppose that strategies that could reduce mitochondrial DNA mutation rate without changing mitochondrial biogenesis would improve energy supply in the ischemia-reperfusion region. Our previous studies showed that by activating bradykinin receptors, kallikrein could regulated the activity of cellular MAPK pathway which result in neuroprotective effect on ischemic neurons. In our most recent studies, we observed that the neuronal mitochondria morphological changes could be significantly reversed by kallikrein. However, it is not clear whether this morphological change is caused by activation of bradykinin receptors. Should this phenomenon improve mitochondrial ATP synthesis by reducing mitoDNA mutations? In this study, we will focus on these two problems. From the brand new aspect of mitochondrial morphology / mitochondrial DNA mutations / mitochondrial ATP synthesis, we are trying to elucidate the neuroprotective mechanism on ischemic reperfusion of kallikrein

溶栓后残留的神经功能缺损严重影响患者预后。我们前期研究发现，缺血再灌流区域ATP合成明显降低，然而线粒体的生物合成却显著增多。我们的研究结果提示，这种矛盾现象产生的原因可能是：缺血再灌流后线粒体的形态改变导致了线粒体DNA突变进而影响了线粒体ATP的合成效率。在不改变线粒体生物合成的前提下，改善线粒体的形态、减少线粒体DNA突变率将有助于改善缺血再灌流区域神经元的能量供应。我们既往的研究表明激肽释放酶可以通过激活缓激肽受体，调节MAPK通路发挥对缺血神经元的保护作用。我们最近的研究中观察到激肽释放酶可以显著改善缺血再灌注后神经元的线粒体形态，然而这种形态改变是否由缓激肽受体激活所介导？是否又会通过改变线粒体DNA突变率而影响ATP合成呢？这将是本研究将着重解决的问题。我们将从线粒体形态/线粒体DNA突变率/线粒体ATP合成这一崭新的角度阐明缺血再灌流后神经功能缺损及激肽释放酶的保护作用机制

溶栓后残留的神经功能缺损严重影响患者预后。我们研究发现，缺血再灌流区域ATP合成明显降低，然而线粒体的生物合成却显著增多。这种矛盾现象产生的原因可能是：缺血再灌流后线粒体的形态改变导致了线粒体DNA突变进而影响了线粒体ATP的合成效率。在不改变线粒体生物合成的前提下，改善线粒体的形态、减少线粒体DNA突变率将有助于改善缺血再灌流区域神经元的能量供应。激肽释放酶可以通过激活缓激肽受体，调节MAPK通路发挥对缺血神经元的保护作用。通过改善缺血再灌注后神经元的线粒体形态，降低线粒体DNA突变率而改善缺血区ATP合成呢。.除了经典的缓激肽受体通路，TK干预后还可以显著激活EGFR受体及ERK信号通路。TK可以促进神经元轴突生长，使突触的数量增多，轴突的长度增加。TK这种促进神经轴突生长的作用是通过EGFR的激活实现的。.由于在缺血刺激后，可以促使神经元大量释放ATP，在组织间隙，通过神经元与胶质细胞的相互作用，神经元释放的ATP被胶质细胞表面的CD39和CD37所裂解。从而组织间隙中腺苷浓度显著上升。增加的腺苷可以促进局部脑血流量，通过腺苷A1受体发挥神经保护作用。我们的研究表明，在缺血刺激后，通过对线粒体分裂蛋白Drp1的有效抑制，可以使原代培养的星型胶质细胞表面CD39表达显著增高。并且这种高表达和Drp1抑制剂存在剂量和时间依赖关系。在原代的星型胶质细胞内，在缺血缺氧后，Drp1抑制诱导的CD39高表达，可能通过激活胶质细胞内cAMP/PKA/CREB途径有关。脑缺血后，Drp1的有效抑制，可以通过胶质细胞内cAMP/PKA/CREB通路显著增加胶质细胞表面CD39的蛋白表达。而高表达的CD39可以促使细胞间隙的ATP向ADO转化。因此，在脑缺血后，Drp1的抑制剂可以显著增加细胞间隙内ADO浓度，并增加缺血区的局部脑血流量。这种腺苷的保护作用和腺苷A1受体密切相关. 总结以上，我们从线粒体形态/线粒体DNA突变率/线粒体ATP合成这一崭新的角度阐明缺血再灌流后神经功能缺损及激肽释放酶的保护作用机制