Peroxiredoxin-1信号调控在硝化应激介导的脑血管损伤中作用研究

发布时间：2019-04-09 17:43

【摘要】：研究背景：脑血管作为神经血管单元的重要组成,在维持脑微环境和功能中起着重要作用。然而,脑血管也是众多脑系疾病发生发展病程中的早期首要侵害靶标和重要病理事件,介导脑卒中、神经退行性疾病等多种脑病的发生发展和转归进程。脑微血管结构和功能的病态进一步触发并加剧其支配区域的脑神经细胞损伤。针对脑血管保护的研究策略已成为脑血管疾病防治的热点研究方向。缺血性脑卒中是以脑血管损伤为病变基础的复杂病理过程。以脑血管内皮为研究靶标,深入了解脑血管缺血损伤过程中的关键分子事件,寻找更加特异、高效的调控脑血管功能的药物靶标分子,是后续开展脑血管保护及防治的重要课题。过氧化物酶Peroxiredoxin-1(Prx1)是过氧化物酶家族Prxs的重要成员,具备多种生物功能活性,在抗氧化、清除过氧亚硝基阴离子、调节细胞信号转导、参与细胞增殖分化、保护其他自由基敏感蛋白、阻止蛋白错误折叠堆积起分子伴侣作用等方面有着至关重要的地位。但是关于Prx1是否参与脑血管缺血引起的硝化应激损伤过程及其调控规律和精确分子信号转导机制尚不清楚。研究目的：本研究以脑微血管内皮细胞为切入点,深入探讨Prx1在脑微血管硝化应激损伤病理分子事件中的变化规律,阐明脑微血管缺血损伤病理进程中硝化应激信号过度激活导致Prxl表达调控失衡的生物学效应及分子机制；论证以逆转Prxl关联信号紊乱为靶点的调控干预对脑微血管内皮细胞缺血性损伤、神经血管单元破坏的保护效应,可望为探索脑微血管保护药物的新型有效靶标分子提供新的思路和依据,为治疗以脑血管病变为基础的脑系疾病提供药物开发前景。研究方法和结果：本研究通过蛋白组学分析系统地考察脑血管内皮细胞损伤前后的差异表达蛋白,发现Prxl可能是调控血管内皮细胞缺血性损伤的潜在重要环节。从体外细胞水平和动物整体水平,通过蛋白免疫印迹、免疫荧光、免疫共沉’淀等分子生物学方法考察脑血管内皮细胞缺血性损伤后Prxl及应激相关蛋白表达的时空变化规律,结果表明Prx1在脑血管内皮细胞缺血性损伤早期阶段快速被激活,是血管内皮早期损伤刺激的敏感应激反应蛋白。但是随着缺血性损伤程度的进一步加剧,Prxl表达下降。通过siPrx1或过表达Prxl等分子生物学手段对血管内皮细胞进行干预,结果表明以Prxl为靶点的干预可以调控血管内皮细胞缺血性损伤。Prxl调控关联分子机制研究发现,硝化应激导致泛素化连接酶E6AP发生硝基化修饰并激活,介导Prxl泛素化修饰及降解。同时Keap1发生硝基化修饰并入核,结合抑制细胞核中Nrf2活性,抑制其靶标基因Prxl的表达。硝化应激介导的E6AP-Prxl泛素化与Keap1/Nrf2-Prx1信号紊乱共同促进了血管内皮细胞Prxl信号调控紊乱,导致脑血管缺血性损伤。过表达Prx1可改善小鼠脑血管缺血损伤引起的神经功能障碍行为学；抑制脑血管内皮细胞紧密连接蛋白ZO-1,claudin5降解,保护血脑屏障完整性、减少神经元损伤及脑梗死面积,提示了Prxl对神经血管单元的保护作用及其在治疗缺血性脑血管疾病的应用潜力。结论：过氧化物酶Prx1是参与脑血管内皮缺血性损伤的重要敏感反应蛋白,其表达调控失衡是脑血管缺血损伤的重要环节之一；过度激活的硝化应激信号通过激活E6AP-Prx1泛素化信号途径及Keap1/Nrf2-Prx1信号转导紊乱,导致Prx1表达及降解通路紊乱而介导脑血管内皮缺血性损伤病理进程；以Prx1关联信号为靶点的调控干预可有效改善脑血管缺血性损伤。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R96

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本文编号：2455398