线粒体在细胞内发生着频繁的融合与分裂,其融合分裂与细胞凋亡密切相关,线粒体形态调控分子参与了细胞凋亡。Parthanatos是新近发现的细胞死亡信号机制,PARP-1激活、PAR合成与AIF诱导DNA片段化降解是其重要分子信号步骤。我们在国际上率先证实了光是通过Parthanatos方式诱导视网膜神经节细胞(RGC-5)死亡的。但线粒体形态调控分子在Parthanatos机制中的作用还不明了。Drp1是介导线粒体分裂的主要分子, 本课题将利用RGC-5光损伤模型,深入研究抑制Drp 1对光损伤RGC-5细胞存活率、线粒体的融合和分裂、线粒体外膜通透性、AIF释放的影响,明晰Drp1在视网膜神经节细胞Parthanatos中的生物学作用。本课题的验证将揭示线粒体形态调控分子及线粒体的融合和分裂对Parthanatos信号途径的影响;为开发新的神经保护药物提供有力的实验基础和理论依据。
Parthanatos;Mitochondria;Drp-1;RGC-5;Light injury
视网膜神经节细胞的死亡是诸多神经眼科疾病的共同特征。近来大量实验表明通过阻断特定分子机制环节可以挽救正在死亡的神经元细胞,这使得传统的治疗策略发生了重大改变——临床上越来越重视神经保护的应用。线粒体是细胞的能量工厂,也是细胞凋亡的调控中心。其形态和功能异常与许多神经变性疾病密切相关。线粒体在细胞内发生着频繁的融合与分裂,其融合分裂与细胞凋亡密切相关,线粒体形态调控分子参与了细胞凋亡。Parthanatos是新近发现的细胞死亡信号机制,PARP-1激活、PAR合成与AIF诱导DNA片段化降解是其重要分子信号步骤。我们前期证实了光是通过Parthanatos方式诱导视网膜神经节细胞(RGC-5)死亡的。但线粒体形态调控分子在Parthanatos机制中的作用还不明了。Drp1是介导线粒体分裂的主要分子, 我们利用RGC-5光损伤模型,将Drp 1野生型及突变型基因分别转入RGC-5细胞,研究其对光损伤RGC-5细胞存活率、线粒体的融合和分裂、线粒体外膜通透性、AIF释放的影响,实验证实,光损伤可促进RGC-5细胞线粒体的分裂、线粒体外膜的通透性增加、AIF转位至细胞核而不伴有Caspase3的激活;细胞转染Drp1突变型基因后可部分抑制由光损伤引起的上述变化。因此得出结论,Drp1作为细胞线粒体形态的调控分子之一,参与了光损伤诱导的RGC-5细胞凋亡的过程,Drp1抑制可部分阻止RGC-5细胞的光损伤。另外,我们还证实,在外源性的氧化应激损伤RGC-5细胞过程中,D1多巴胺受体的兴奋剂,SKF83959,可通过细胞外信号调节激酶/p38途径减轻过氧化氢诱导的RGC-5的损伤;光也可以造成光感受器细胞的损伤,抑制自噬可以减轻该损伤。光损伤可造成细胞内质网的氧化应激反应,而雷帕霉素可通过阻止光损伤造成的内质网的应激来减轻光损伤对细胞的影响。本课题的研究表明光损伤造成的氧化应激损伤可影响细胞中的细胞器线粒体及内质网,它们的改变影响着细胞的死亡进程,诸多的调控因子参与了该过程,可以针对该信号环节设计药物靶点阻断其进展,为开发新的神经保护性药物提供强有力的实验基础。