HIF1α在SUMO家族蛋白神经元保护作用中的机制研究

The brain and spinal cord ischemia are very common disease in the clinical works, which have very high morbidity and mortality and have significant risk for human's health worldwide. Many proteins and cytokines are involved in neuron protection, SUMO proteins and HIF1α are newly important factors to protect the ischemia neuron, SUMO proteins can regulate activities of HIF1α, but the studies were contradictory. In this project, we will study the changes of SUMO,HIF1α and the downstream moleculars of HIF1α signal pathway in the mouse spinal cord ischemia model in vivo and cultured neurons after OGD in vitro. We will knockdown or up-regulate SUMO gene in Neuron, then we will observe changes of HIF1α and its downstream moleculars in these neurons. Also we will add some drugs to inhibit or activate HIF1α in the neurons which are upregulated or knockdown SUMO proteins, then we will observe its effect on neuron viability, so we will understand the role of HIF1α in the neuron protection of SUMO protein family.Through this study,we will clarify a new mechanism of neuron protection which will set up a new theory for brain and spinal cord ischemia therapy.

脑脊髓的缺血缺氧性疾病是临床常见疾病，其致死率和致残率均较高，严重威胁人类健康,保护和挽救缺血缺氧后的神经元一直是个重要课题。近年研究发现，HIF1α和SUMO蛋白在神经元修复过程中起着重要作用，但文献报道SUMO蛋白对HIF1α活性的调节相互矛盾，这在某种程度上不利于缺血神经元保护基础研究的进展。本研究拟：①在小鼠脊髓缺血模型及OGD作用后体外培养的神经元中研究SUMO蛋白、HIF1α及其下游信号通路分子的表达变化；②在神经元中沉默或高表达SUMO蛋白，研究其对HIF1α及下游信号通路分子表达变化的影响；③在沉默或高表达SUMO蛋白的神经元中加入药物激活或抑制HIF1α的表达，观察OGD作用对神经元活性的影响。希望本课题的研究明确HIF1α在SUMO蛋白神经元保护过程中的作用，从而使神经元保护的基础研究更进一步，为挽救缺血缺氧神经元提供新的理论基础，为保护缺血缺氧神经元寻找新的作用靶点。

本研究建立了脊髓缺血模型及体外培养神经元OGD模型，对SUMO家族蛋白及HIF1α在缺血神经元中的变化进行了研究。在研究中发现，脊髓缺血10min的缺血动物模型较缺血8min及12min钟有明显优势，研究发现，8min脊髓前脚神经元细胞死亡较少，而12min死亡较多，10处于两者之间，并且12min小鼠长期生存率较低，而10min和8min长期生存率对于对照组均无明显差别，因此10min缺血模型对于药物治疗及其他合适的干预措施研究是理想的动物模型，因此我们建立的脊髓缺血模型及体外培养的神经元OGD模型对于神经系统缺血性疾病的研究有重要意义。通过对缺血神经元的研究发现，SUMO2/3及HIF1α在缺血再灌注脊髓神经元中表达均明显升高。其中SUMO1蛋白的表达在缺血再灌注时没有明显升高，而SUMO2/3蛋白在不同缺血时间的神经元中及再灌注不同时间中均表达明显升高。其中缺血再灌注3h表达最高，然后逐步下降。HIF1α的表达变化和SUMO2/3的表达变化一致，表明SUMO2/3的神经元保护作用可能是通过HIF1α的通路来实现。