解偶联蛋白-2在糖尿病加重脑缺血再灌注损伤中的作用

Diabetes aggravated ischemic damage. In recent years, scientist noticed that acidosis and hyperglycemia aggravated production of cerebral ischemia induced mitochondrial associated reactive oxygen species(ROS). Uncoupling protein (UCPs ) are mitochondrial inner membrane protein, can stable mitochondrial membrane potential and reduce the formation of ROS. But effect of UCP2 on hyperglycemia-exaggerated cerebral ischemic injury and its relating regulating pathway is not clear. This study culture neural cell line(HT22) and primary culture nerve cells from various UCP2 expressed transgenic mice ( Tg-UCP2, KO-UCP2, C57BL / 6J ) , simulation of diabetes and cerebral ischemia, to detect glucose metabolism pathway of ROS generation. Meanwhile, cerebral ischemia model was made from hyperglycemia and normalglycemia rats, to determine whether the UCP2 gene knock-out can increase neuron injury, in contrast high expression of UCP2 reduce ROS formation, increase cell activity, prevent hyperglycemia increased brain injuries, as well as to determine possible pathway of the protective effect UCP2. The study results might provide new therapeutic directions for stroke with diabetes / hyperglycemic patients ( induction of UCP2 expressed in the brain may become treatment way of such kinds of sickness ).

糖尿病加重缺血性脑损伤，酸中毒和高血糖可进一步加重脑缺血后线粒体相关活性氧簇（ROS）的产生。解耦合蛋白（UCPs）可以稳定线粒体内膜电位和减少ROS的形成。但UCP2在高血糖加重脑缺血损伤中的作用以及其调节途径目前尚不清楚。本研究拟采用体外神经细胞珠(HT22)培养，并从不同UCP2表达状态转基因小鼠（Tg-UCP2, KO-UCP2， C57BL/6j）原代培养神经细胞，模拟糖尿病和脑缺血状态，探讨ROS产生糖代谢通路。同时利用高血糖和非高血糖脑缺血小鼠模型，探讨是否敲除UCP2基因增加神经损伤，相反UCP2高表达减少ROS形成，增加细胞活性，阻止高血糖加重脑损伤，及其可能分子通路。结果将有可能为脑中风伴随糖尿病/高血糖患者提供新的治疗方向（诱导UCP2在脑中表达可能成为该类疾病的治疗途径）。

糖尿病/高血糖加重脑缺血再灌注损伤，糖尿病/高血糖可进一步加重脑缺血后线粒体相关活性氧簇（ROS）的产生。解耦合蛋白-2（UCP2）可以稳定线粒体内膜电位和减少 ROS 的形成。但 UCP2 在高血糖加重脑缺血损伤中的作用及与线粒体分裂/融合的关系目前尚不清楚。本研究拟采用体外神经细胞珠(HT22)培养， UCP2转染的海马神经元细胞(UCP2-HT22)和相应空载体转染的海马神经元细胞(HT-NC)进行实验并利用敲除 UCP2基因（KO-UCP2）小鼠，模拟糖尿病和脑缺血状态，探讨UCP2 在高血糖加重脑缺血损伤中的作用及与线粒体分裂/融合的关系。本研究分别从整体和细胞水平检利用免疫组织化学和Western-blotting检测线粒体分裂/融合相关因子OPA1、Mfn2、Fis1和Drp1及凋亡执行因子Cleaved Caspase-3的表达变化，利用DCFH-DA探针检测ROS生成情况；透射电子显微镜共同观察神经细胞形态学变化，TUNEL染色和A nnexin Ⅴ/ PI 流式细胞分析法检测神经细胞凋亡情况等。结果发现：高表达UCP2可以通过减少ROS生成和稳定线粒体分裂/融合过程减缓高糖加重缺氧性神经元损伤发挥脑保护作用； UCP2基因敲除可通过促进ROS产生和细胞凋亡，打破线粒体分裂/融合平衡，促进线粒体分裂、抑制线粒体融合，进一步加剧高血糖加重脑缺血损伤。本项目的研究结果有可能为脑中风伴随糖尿病/高血糖患者提供新的治疗方向 （诱导 UCP2 在脑中表达可能成为该类疾病的治疗途径） 。.该项目已发表SCI 收录论文4篇，获第八届宁夏医学优秀学术论文一等奖1项，培养硕士研究生4名，获宁夏回族自治区优秀硕士论文奖1项。