Nanoceria调控Nrf2/ARE转导通路在心脏缺血再灌注损伤中的保护作用

Antioxidant intervention，including upregulation or activation of the expression of antioxidase , scavenging active oxygen radicals, and so on, can help significantly to reduce the ischemia-reperfusion injury. Nanoceria have potentially regenerated ability of clearing oxygen radicals and antioxidant enzyme activity. We confirmed for the first time that Nanoceria can perform the function of inhibitjing myocardial oxidative stress, endoplasmic reticulum stress and inflammatory response. Recent experiments show that Nanoceria can upregulate the expression of various antioxidant enzymes mediated by antioxidant response element (ARE). This project, by luciferase reporter gene assay,Co-immunopricipitation (co-IP),gene silencing,fluorescence-immunocytochemistry, will clarify the molecular mechanism of nanoceriaway regulating antioxidant enzymes through Keap1-Nrf2/ARE pathway, meanwhile, explore the protective effects of nanoceria in myocardial oxidative injury through cytology and animal experiments and make further investigation, simulating clinical cardiopulmonary bypass, whether Nanoceria can improve myocardial antioxidant ability, mitochondrial membrane structure, energy metabolism and the myocardial systolic function. That is of great implications to develop Nanocera as as a new antioxidant to clinically prevent and treat free radical damage and promote the application rerearch of Nanocera in biomedicine.

上调或激活抗氧化酶表达、清除活性氧自由基等抗氧化干预有利于减轻组织缺血再关注损伤。二氧化铈纳米微粒（Nanoceria）具有潜在的再生自由基清除能力和抗氧化酶活性。我们首次证实了Nanoceria具有抑制心肌氧化应激、内质网应激和炎症反应的功能，最近的实验新发现Nanoceria可上调多种由 抗氧化反应元件（ARE）介导的抗氧化酶的表达。本项目通过荧光素酶报告基因分析、免疫共沉淀、基因沉默、免疫荧光细胞化学等方法，阐明Nanoceria通过Keap1-Nrf2/ARE途径调控抗氧化酶的分子机制；同时通过细胞学及动物实验，探讨Nanoceria对心肌氧化损伤的保护作用；并模拟临床体外循环进一步研究Nanoceria能否提高心肌抗氧化能力、改善线粒体膜结构、能量代谢及心肌收缩功能。对于开发Nanoceria作为一种新型的抗氧化剂用于临床防治自由基损伤和推动其在生物医学中的应用研究具有重要意义。

上调或激活抗氧化酶表达、清除活性氧自由基等抗氧化干预有利于减轻组织缺血再灌注损伤。二氧化铈纳米微粒（Nanoceria）具有潜在的再生自由基清除能力和抗氧化酶活性。我们证实了：（1）Nanoceria能够一定程度抑制缺血再灌注损伤诱导的心肌细胞凋亡作用，其中10-25nm 的CeO2纳米颗粒对心肌组织的保护作用最显著。抗凋亡机制可能与其上调抗凋亡基因Bcl-2和下调促凋亡基因Bax、Caspase-3的表达水平有关。（2）二氧化铈纳米颗粒可提高缺血再灌注大鼠心肌组织中SOD 、GSH-Px的活性，降低MDA含量，减轻心肌缺血再灌注损伤过程中的氧化应激，对大鼠心肌细胞起到了一定的保护作用。（3）Nanoceria可上调多种由抗氧化反应元件（ARE）介导的抗氧化酶的表达，激活并促进心肌细胞Nrf2 基因和蛋白表达，并促进其下游抗氧化基因HO-1、NQO1的基因和蛋白表达量增加，提高心肌抗氧化能力，对于开发Nanoceria作为一种新型的抗氧化剂用于临床防治自由基损伤和推动其在生物医学中的应用研究具有重要意义。