大豆卵磷脂联合大豆异黄酮对脑血管内皮依赖性舒张功能的作用及机制研究

Cognitive dysfunction is the main clinical feature of neurodegenerative disease. The relation between cerebral vasodilative dysfunction and cognitive dysfunction is close. The results of our previous study have shown that soy isoflavone can antagonize the damage of cerebrovascular tissue caused by Aβ, but the mechanism is not clear. This study intends to investigate the ameliorative effect of soy lecithin and soy isoflavone combined supplementation (SL+SIF) on Aβ-induced dysfunction of endothelium-dependent cerebral vasodilatation by using isolated microvascular ring tensiometer in vivo and in vitro. The cerebral blood flow as the secondary proof of cerebral vasodilative dysfunction is tested through the CT perfusion imaging technology. In this study, the rational dose and proportion of SL+SIF are observed by taking the orthogonal experiment. In addition, it is explored that whether PIP3/PDK-1/Akt/eNOS signaling pathways and PDK-1 activity/protein expression are the targets of SL+SIF on protecting endothelium-dependent cerebral vasodilative dysfunction by regulating the NO production in cerebrovascular endothelia cell. Co-immunoprecipitation, shRNA and specific/non-specific inhibitor of eNOS are used in the mechanism research. The aim of this study is to deeply understand the neuroprotective effect of SL+SIF on cerebral vasodilative dysfunction by antagonizing the toxicity of Aβ. The final results will help us find a new mind on food-oriented prevention of cognitive dysfunction and provide us with fundamental data for the human research of proper dietary supplementation of soybean active substances and heathy eating habits.

脑血管舒张功能障碍与以认知功能障碍为特征的神经退行性疾病的发生发展密切相关。课题组前期发现大豆异黄酮可以拮抗Aβ引起的脑血管组织病理损伤，但确切机制不清。本研究拟采用离体微血管环张力仪以及脑血流CT灌注成像技术，通过在体动物、离体脑血管环及细胞实验，研究大豆卵磷脂联合大豆异黄酮改善Aβ介导的脑血管内皮依赖性舒张功能障碍的作用；并采用正交实验观察二者的联合效应以及最佳联合剂量；同时以PIP3/PDK-1/Akt/eNOS信号通路调节脑血管内皮细胞舒张因子NO为核心，以上游PDK-1为通路活性靶点，以下游eNOS为关键作用靶点，采用shRNA、免疫共沉淀技术和eNOS特异性/非特异性抑制，探讨大豆卵磷脂联合大豆异黄酮保护脑血管内皮依赖性舒张功能的分子机制和作用靶点。旨在从膳食角度，为认知障碍相关疾病的防控提供新思路。也为人群膳食补充大豆活性物质的合理搭配以及推荐健康指导值的研究提供科学数据。

本研究是以阿尔茨海默病（AD）的神经血管致病机制——即β淀粉样肽（Aβ）介导的脑血管内皮依赖性舒张功能障碍为核心，以大豆活性物质的联合补充调控PIP3/PDK-1/Akt/eNOS信号通路影响脑血管内皮细胞舒张因子NO为主线，以大豆卵磷脂联合大豆异黄酮（SL+SIF）改善脑血管舒张功能以及二者的最佳联合剂量为关键点，深入研究SL+SIF在AD发生发展过程中的神经血管保护作用，挖掘其分子调控机制，旨在从膳食角度，为AD等认知功能障碍相关疾病的防控提供新思路。也为人群膳食补充大豆活性物质的合理搭配以及推荐健康指导值的研究提供科学数据；因此，本研究具有较强现实意义，研究具有一定的理论创新性。.研究主要结果与结论：1. 动物研究：（1）SL+SIF可以有效改善大鼠的学习记忆能力，调节大鼠脑血流量，维持大鼠大脑中动脉舒张功能。（2）SL+SIF改善脑血管舒张功能的分子机制可以通过激活PIP3/PDK-1/Akt/eNOS信号通路，上调舒张因子NO进而实现调控脑血管舒张功能的作用，其中PDK-1是该信号通路的关键靶分子。2. 离体血管环舒张功能研究：SL+SIF可以有效预防Aβ介导的离体大鼠大脑中动脉环舒张功能下降，该作用可以通过SL+SIF改善脑血管环内皮依赖性和非内皮依赖性舒张功能实现。3. 细胞研究：（1） SL+SIF可以维持Aβ刺激下的脑血管内皮细胞活力，提高细胞的抗氧化能力，并且调节内皮细胞舒张因子的表达及活性，进而保护细胞结构和功能；二者不同的联合剂量对细胞的保护作用不同；（2）SL+SIF对舒张因子NO的调控作用主要是通过激活内皮细胞eNOS，影响NO的生成实现的，其调控eNOS的分子机制与激活以PDK-1为关键因子的PIP3/PDK-1/Akt信号通路有关。.研究结果提示，SL联合SIF可拮抗Aβ介导的大鼠脑血管内皮依赖性舒张功能障碍，其作用与调节内皮舒张因子NO有关；SL+SIF可以通过激活PI3K/PIP3/PDK-1/Akt/eNOS信号通路调节NO，其中PDK-1是SIF/GEN调控该信号通路的重要靶点。SL+SIF中剂量联合补充是改善大鼠学习记忆，调节大鼠全脑及局部脑血流量，维持大鼠大脑中动脉舒张功能的最佳联合剂量。.本项目立题依据较充分，实验设计合理，研究结果和计算数据可信，经费使用和研究工作进度符合资助项目任务书的计划，且也取得了一定科研成果。