外源性VEGF对Connexin43高表达介导的ALS脊髓运动神经元损伤的保护作用及机制

Connexin 43, as gap junction protein, works for substances and signal transportation between astrocytes. Recently, overexpression of Cx43 was found increasing cells‘ communication, which contributed to motor neuron toxicity in ALS. As was known, lowering VEGF levels in mutant SOD1 mice accelerates the motor neuron degeneration. Whereas Our team's previous study found that VEGF could protect motor neuron from apoptosis and slow down the progression of ALS. We also found increasing VEGF level was related to up-regulation of Cx43 in ischemic-injury model and the expression of VEGFR increased significantly in the Cx43 knockout model.Therefore, we hypothesize that VEGF protects neurotoxicity induced by the upregulation of Cx43 expression, and may then affect the downstream signal transduction pathway and lead to prevent motor neuron from apoptosis. . The innovation of this research is to explore the dynamic changes of Cx43 distribution in the model of chronic spinal excitatory glutamate toxicity in vitro and to study the VEGF protection on the overexpression of Cx43 in ALS model. We aim It might help to understand the VEGF protection and its signal pathway regulated by Cx43, which provide a potential target mechanism of treatment.

缝隙蛋白Connexin(Cx)43主要分布在星形胶质细胞，司细胞间物质及信号传递。近期研究发现Cx43高表达使细胞间交流增加，继发了运动神经元发生凋亡，是引起ALS临床症状进展的主要因素。VEGF在ALS患者及动物模型中呈低表达，而本申请人的早期研究发现外源性VEGF可减缓脊髓运动神经元的凋亡，且通过PI3K细胞信号通路起到保护作用。而本团队近期发现在急性缺血中内源性VEGF增高可导致Cx43表达及磷酸化均上调，因此推测外源性VEGF可通过保护Cx43高表达所致脊髓运动神经元损伤，起到延缓ALS发展的作用。. 本课题应用兴奋性氨基酸毒性脊髓切片模型，探索VEGF对Cx43表达的作用及其信号通路的影响；探索VEGF对ALS动物模型中Cx43分布及表达与疾病进展的关系。本研究将有助于理解VEGF的保护Cx43高表达致ALS神经损伤的机制，为将来研究阻断ALS进展，提供治疗新靶点。

缝隙蛋白Connexin(Cx)43主要分布在星形胶质细胞，司细胞间物质及信号传递。既往研究发现Cx43高表达使细胞间交流增加，继发了运动神经元发生凋亡，是引起ALS临床症状进展的主要因素。VEGF在ALS患者及动物模型中呈低表达，而本申请人的早期研究发现外源性VEGF可减缓脊髓运动神经元的凋亡，且通过PI3K细胞信号通路起到保护作用。而本课题旨在分析星形胶质细胞缝隙蛋白的分布及状态与运动神经元凋亡的相关性，并对于条件培养基作用下，对于运动神经元的凋亡信号通路进行探索。.由于疫情对实验室的影响，模型动物未能及时到位，且前期条件培养基的调控信号较为复杂，因此对研究方案进行了调整。本课题有以下发现及结论：.1..本拟探索外源性VEGF 干预与 Cx43 表达的关系及反馈机制，但我们发现Cx43 表达与VEGF表达无显著相关性，确认了条件培养基对于运动神经元具有保护作用，且与Cx43表达下调相关。.2..谷氨酸兴奋性氨基酸毒性运动神经元模型中，确认了条件培养基对于运动神经元具有保护作用，且与Cx43表达下调相关。.3..对于条件培养基的信号调控通路筛选发现，主要是通过PI3/K下调了caspase 3/Bax/cyto-c的调控作用及可能信号通路，且通过Cx43下调影响了星形胶质细胞的外泌液而起到神经保护作用的。