泛素蛋白酶体系统异常调控Numb降解参与缺血缺氧诱导p53依赖的细胞凋亡的机制研究

泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system, UPS)是蛋白降解的主要通路之一，研究证实脑缺血后UPS功能障碍导致其底物蛋白大量蓄积，参与诱导了神经元凋亡发生，但具体机制仍不明。Numb蛋白是神经前体细胞的定向分化决定因子，通过UPS降解，并可以抑制促凋亡因子p53的泛素化降解水平。申请者的前期研究发现：缺血缺氧细胞模型中下调Numb表达细胞凋亡减少，上调Numb表达细胞凋亡增加；大鼠MCAO模型缺血半暗带中Numb表达增加。上述结果提示：缺血缺氧诱导神经元凋亡的机制可能与Numb的降解障碍相关。因此，本研究拟采用chase-time、免疫共沉淀及凋亡检测技术进一步明确UPS是否通过调控Numb蛋白的异常降解诱导了缺血半暗带p53依赖的神经元凋亡。本研究旨在寻找阻断脑缺血后神经元凋亡的干预靶点为挽救缺血半暗带神经元损伤提供新的治疗手段。

泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system, UPS)是真核细胞内蛋白降解的主要生物化学通路之一,脑缺血后UPS的功能障碍导致其底物蛋白大量蓄积，参与诱导了神经元凋亡发生，但具体机制仍不明。Numb蛋白是神经前体细胞的定向分化决定因子，通过UPS降解，并可以抑制促凋亡因子p53的泛素化降解水平。申请者前期研究发现：GOD细胞模型中下调Numb表达细胞凋亡减少，上调Numb表达细胞凋亡增加；大鼠MCAO模型缺血半暗带中Numb表达增加。上述结果提示：缺血缺氧诱导神经元凋亡的机制可能与Numb的降解障碍相关。本项目旨在探讨神经元缺血缺氧导致UPS通路障碍微环境中Numb蛋白调控p53凋亡通路的作用机制。本研究运用质粒转染、细胞免疫荧光、免疫共沉淀以及氧/葡萄糖剥夺细胞模型及大脑中动脉栓塞小鼠模型等方法发现：在GOD细胞模型中Numb及p53表达水平上调，Numb及p53多聚泛素化修饰水平下调，细胞凋亡水平上调；氧/葡萄糖剥夺诱导了细胞凋亡产生，过表达Numb蛋白于GOD细胞模型抑制了p53泛素化降解，上调了细胞凋亡水平，干扰Numb蛋白于GOD剥夺细胞模型下调了细胞p53泛素化水平，促进了凋亡水平；MCAO大鼠模型缺血半暗带中Numb、p53、GFAP蛋白表达上调，MAP-2蛋白的表达下调，Numb及p53蛋白多聚泛素化水平下调，细胞凋亡水平上调。此结果证实Numb蛋白通过调控p53凋亡相关通路促进了缺血缺氧后神经元凋亡病理过程，是缺血半暗带中调控神经元凋亡的分子靶点。调控Numb蛋白在缺血半暗带的表达，将有助于抑制脑缺血后缺血半暗带的神经元凋亡，为挽救缺血半暗带神经元损伤提供新的治疗手段。