基于Parkin介导的线粒体自噬研究藁本内酯治疗缺血性脑损伤的机制

Mitochondria, a important cellular oxidation energy supply organelle, are especially sensitive to oxygen deficit. Damaged mitochondria are targeted for clearance by Mitophagy for regulating mitochondrial homeostasis which is the key target section for determining Neurons survival after ischemia. Therefore, the activation of Mitophagy is of great significance for alleviating cell damage caused by ischemia. Ischemic stroke belongs to “Qi deficiency and blood stasis” category in traditional Chinese medicine and “Enriching Qi and activating blood” is the main treatment method. Ligustilide, a main and high active ingredient of volatile oil of Ligusticum Chuanxiong Hort, has a significant neuroprotection such as improving neurological function and relaxing blood vessels. Previous studies shown that Ligustilide protected Neurons by inhibiting ROS accumulation, Ca2+ overload and mitochondrial membrane potential decreasing. All of these suggested that Ligustilide may act on mitochondria to exert neuroprotective effects. Based on these this research raise a hypothesis “Ligustilide protect brain from ischemic induced injury, meanwhile Pink1/Parkin signaling pathway participating in the regulation process”. Molecular biology, gene silencing and transfection technologies were application for investigating the neuroprotection mechanisms of Ligustilide from vivo and vitro. In order to find new targets for the treatment of ischemic stroke with Ligustilide and also helps to explain the modern scientific connotation of Chuanxiong's “Promoting Qi and activating blood”.

线粒体是细胞氧化供能的重要部位，对缺氧极其敏感。受损线粒体通过线粒体自噬被靶向清除以调控线粒体稳态，是决定缺血后神经元存活的关键靶区。因此，线粒体自噬的激活对于减缓缺血引起的细胞损伤意义重大。缺血性脑卒中属于中医“气虚血瘀”范畴，“益气活血”为主要治疗方法。藁本内酯为川芎挥发油的主要活性成分，具有显著的神经保护作用。前期研究表明，藁本内酯可以通过作用于线粒体发挥神经保护作用。在此基础上，本项目提出了“藁本内酯通过激活线粒体自噬改善缺血性脑微损伤， Pink1/Parkin信号通路参与了该调控过程”这一假说。本研究拟从体内外研究水平，利用分子生物学、基因沉默和转染等技术研究藁本内酯通过干预线粒体自噬发挥神经保护作用的分子机制，以期发现藁本内酯治疗缺血性脑卒中的新靶点，亦有助于诠释川芎发挥“行气活血”的现代科学内涵。

线粒体是细胞氧化供能的重要部位，对缺氧极其敏感。受损线粒体通过线粒体自噬被靶向清除以调控线粒体稳态，是决定缺血后神经元存活的关键靶区。因此，线粒体自噬的激活对于减缓缺血引起的细胞损伤意义重大。藁本内酯为川芎挥发油的主要活性成分，具有显著的神经保护作用。在以往研究的基础上，本项目提出了“藁本内酯通过激活线粒体自噬改善缺血性脑微损伤， Pink1/Parkin信号通路参与了该调控过程”这一假说。通过三年的研究，主要完成了以下研究内容和成果。.一、藁本内酯的神经保护作用.①体内：藁本内酯可以降低脑缺血再灌注大鼠的神经功能评分，脑梗死体积，减轻海马CA1区病理学改变。②体外：藁本内酯可以提高OGD/R损伤后PC12细胞的存活率，减轻细胞损伤。③藁本内酯可以改善OGD/R损伤后海马神经元的线粒体功能.二、藁本内酯对缺血性脑卒中体内、外模型线粒体分裂的研究.藁本内酯可以促进线粒体分裂，而线粒体分裂抑制剂干预后，逆转了藁本内酯对HT22细胞存活率的促进作用，提示线粒体分裂在缺血性脑卒中扮演的积极作用。进一步的深入研究发现，藁本内酯在促进缺血性脑卒中线粒体分裂的同时也促进了线粒体自噬的发生，而予以线粒体分裂抑制剂干预后，线粒体自噬的发生受阻，线粒体功能受损，加重了缺血性脑损伤。以此证实，线粒体分裂在缺血性脑卒中扮演的积极作用。.三、藁本内酯对缺血性脑卒中体内、外模型线粒体自噬的研究.为了进一步明确线粒体自噬对缺血性脑卒中后线粒体功能和神经损伤的改善作用，通过线粒体自噬抑制剂予以干预，观察藁本内酯对缺血性脑卒中模型线粒体功能、神经功能的影响，以及线粒体自噬经典通路的初探。结果表明线粒体自噬的抑制，阻断了藁本内酯对缺血性脑卒中后线粒体功能的改善及神经功能的恢复。Pink1/Parkin作为中枢神经系统中介导线粒体自噬的经典信号通路，研究结果表明，Pink1/Parkin信号通路参与了藁本内酯在缺血性脑卒中后线粒体自噬的激活，并减轻缺血后的神经损伤。