脑缺血/低氧预适应(I/HPC)是缺血/低氧刺激诱发神经细胞产生的内源性保护机制,从分子水平研究其细胞信号转导机制,可为临床防治脑缺血/低氧性损伤药物的研发提供有效靶点。本研究是在我们已发现经典型蛋白激酶C(cPKC)betaII和脑衰蛋白反应调节蛋白(CRMP2)参与I/HPC发生发展过程的基础上,拟利用小鼠整体I/HPC、大脑中动脉阻塞(MCAO)和细胞低氧等模型,借助行为学、形态学、分子生物学和生物化学等学科研究技术,进一步探讨缺血/低氧条件下,cPKCbetaII激活对CRMP2磷酸化水平和水解程度的调控机制,以及cPKCbetaII-CRMP2信号通路在缺血/低氧性脑损伤和适应中的作用。所获成果将进一步丰富人们对脑I/HPC形成分子机制的认识,并为临床防治脑缺血/低氧性损伤(脑卒中)药物的开发提供实验依据。
Hypoxic preconditioning;Ischemic stroke;cPKCbetaII;CRMP2;signal transduction
脑缺血/低氧预适应(I/HPC)是缺血/低氧刺激诱发神经细胞产生的内源性保护机制,从分子水平研究其细胞信号转导机制,可为临床防治脑缺血/低氧性损伤药物的研发提供有效靶点。本研究是在我们已发现经典型蛋白激酶C(cPKC)betaII和脑衰蛋白反应调节蛋白2(CRMP2)参与I/HPC发生发展过程的基础上,利用小鼠整体I/HPC、大脑中动脉阻塞(MCAO)致缺血性脑卒中小鼠模型和原代皮层神经元氧-糖剥夺(OGD)离体缺血模型,借助行为学、形态学、分子生物学和生物化学等学科研究技术,探讨缺血/低氧条件下cPKCbetaII激活对CRMP2磷酸化水平和水解程度的调控机制,以及cPKCbetaII-CRMP2信号通路在缺血/低氧性脑损伤和适应中的作用。结果发现(1)激活cPKCbetaII降低脑缺血低氧损伤,而抑制cPKCbetaII活性则阻断I/HPC的神经保护作用,表明cPKCbetaII在缺血低氧损伤中发挥着神经保护作用;(2)I/HPC和cPKCbetaII的激动剂可减少缺血诱导的CRMP2去磷酸化和水解程度,而其抑制剂则可消除I/HPC的保护作用,表明cPKCbetaII调节了CRMP2的磷酸化和水解程度;(3)使用Calpain抑制剂Calpeptin可有效抑制CRMP2的水解,并减少缺血低氧引起的脑损伤;(4)CRMP2水解阻遏片段TAT-CRMP2选择性抑制CRMP2的水解,缓解缺血低氧脑损伤,抑制CRMP2的水解发生可对缺血低氧脑组织起保护作用。所获成果进一步了丰富人们对脑I/HPC形成分子机制的认识,并为临床防治脑缺血/低氧性损伤相关疾病如缺血性脑卒中药物的开发提供了实验依据。