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基本信息
- 項目名稱：
- 腦內(nèi)預(yù)缺血ERK/Raf信號通路反饋性抑制Raf/MEK/ERK激酶級聯(lián)的機(jī)制研究
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 缺血性腦中風(fēng)是當(dāng)前醫(yī)學(xué)首要的致殘致死性疾病，嚴(yán)重威脅人類健康，探尋有效的預(yù)防措施一直是醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)： ERK激活是預(yù)缺血減輕隨后致死性缺血腦組織損傷的重要保護(hù)機(jī)制，然而預(yù)缺血也刺激了ERK的短暫失活，導(dǎo)致其雙期活性變化（快速激活、失活和再次持續(xù)激活）。其功能及調(diào)控機(jī)制不明。
- 詳細(xì)介紹：
- 缺血性腦中風(fēng)是當(dāng)前醫(yī)學(xué)首要的致殘致死性疾病，嚴(yán)重威脅人類健康，探尋有效的預(yù)防措施一直是醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)： ERK激活是預(yù)缺血減輕隨后致死性缺血腦組織損傷的重要保護(hù)機(jī)制，然而預(yù)缺血也刺激了ERK的短暫失活，導(dǎo)致其雙期活性變化（快速激活、失活和再次持續(xù)激活）。其功能及調(diào)控機(jī)制不明。 本研究采用免疫印跡技術(shù)觀察預(yù)缺血處理腦內(nèi)Raf、ERK蛋白磷酸化及其活性的變化；運(yùn)用鈣通道和MEK抑制劑探明Raf和ERK信號蛋白之間可能的調(diào)控機(jī)制；采用Realtime RT-PCR分析了 ERK不同形式的激活對其下游基因表達(dá)的影響及其可能導(dǎo)致的功能差異。 研究發(fā)現(xiàn)： 1.腦內(nèi)缺血預(yù)處理能刺激ERK強(qiáng)烈激活繼而磷酸化Raf-1的S296，誘導(dǎo)Raf-1失活，反饋性阻斷Raf/MEK/ERK激酶級聯(lián)，可能參與ERK短暫失活的調(diào)節(jié)。 2.鈣信號抑制能阻斷預(yù)缺血激活的Raf-1/MEK/ERK激酶級聯(lián)，繼而抑制Raf-1(S296)的磷酸化及ERK/Raf-1反饋性調(diào)節(jié)。 3.MEK抑制劑也能抑制腦缺血誘導(dǎo)的ERK激活及ERK/Raf-1(S296)反饋性調(diào)節(jié)，但并不影響Raf-1活性上調(diào)。 4.盡管有研究發(fā)現(xiàn)多肽脯氨酰順反異構(gòu)酶Pin-1能通過異構(gòu)作用調(diào)節(jié)Raf-1(S296)的去磷酸化，但并未發(fā)現(xiàn)其與預(yù)缺血ERK/Raf-1的反饋性調(diào)節(jié)有關(guān)。 5. 磷酸酶PP2A抑制劑能通過阻斷ERK去磷酸化，拮抗ERK/Raf-1(S296)反饋性抑制，誘導(dǎo)ERK的持續(xù)激活。 6.腦內(nèi)ERK的持續(xù)激活能上調(diào)GAP-43和p21等抗增殖基因。 因而，我們得出以下結(jié)論：腦內(nèi)缺血預(yù)處理能通過上調(diào)ERK/Raf信號通路反饋性抑制Raf/MEK/ERK激酶級聯(lián)，誘導(dǎo)ERK的快速失活，從而阻斷ERK的持續(xù)激活，抑制ERK信號級聯(lián)介導(dǎo)的增殖分化效應(yīng)，發(fā)揮了對腦內(nèi)缺血損傷的保護(hù)作用，是ERK信號分子參與增殖、分化和保護(hù)等不同生物學(xué)功能調(diào)控的重要機(jī)制。 該研究首次揭示了預(yù)缺血激活的ERK存在反饋性抑制機(jī)制及其可能的功能。為開發(fā)ERK激活劑治療缺血性腦卒中提供更為全面的認(rèn)識。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 能拮抗預(yù)缺血對致死性缺血損傷的保護(hù)作用，預(yù)示：ERK是神經(jīng)自身保護(hù)機(jī)制的重要信號分子。然而實(shí)驗(yàn)研究也發(fā)現(xiàn)：腦內(nèi)缺血預(yù)處理也導(dǎo)致了大鼠海馬組織ERK的活性抑制，即預(yù)缺血后，早期ERK的強(qiáng)烈激活.
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 1、首次揭示了預(yù)缺血激活的ERK存在反饋性抑制機(jī)制。 2 、ERK反饋性抑制能拮抗ERK介導(dǎo)的增殖和分化信號，可能是其調(diào)控預(yù)缺血神經(jīng)保護(hù)的重要機(jī)制。 3、為開發(fā)ERK激活劑治療缺血性腦卒中提供更為全面的認(rèn)識。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實(shí)意義
- 1、識別了預(yù)缺血激活ERK信號通路，參與缺血性神經(jīng)保護(hù)的新機(jī)制。 2、提出了預(yù)缺血ERK過度激活能反饋性抑制其上游信號分子，下調(diào)其活性及生理功能，擴(kuò)展了對ERK介導(dǎo)神經(jīng)保護(hù)的認(rèn)識。 3、有助于合理開發(fā)ERK激活劑治療缺血性神經(jīng)損傷提供一定的理論基礎(chǔ)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 目的 ERK信號通路激活是缺血預(yù)處理腦內(nèi)神經(jīng)保護(hù)的重要機(jī)制，然而腦內(nèi)預(yù)缺血處理也誘導(dǎo)了ERK信號分子的快速失活，導(dǎo)致其雙期激活（快速激活、失活和再次持續(xù)激活）。本研究探討其調(diào)節(jié)機(jī)制及可能的生理功能。 方法 采用免疫印跡技術(shù)觀察預(yù)缺血處理腦內(nèi)Raf、ERK蛋白磷酸化及其活性的變化；運(yùn)用鈣通道和MEK抑制劑探明Raf和ERK信號蛋白之間可能的調(diào)控機(jī)制；采用Realtime RT-PCR研究ERK不同形式的激活對其下游基因表達(dá)的影響及其可能誘導(dǎo)的功能差異。
獲獎情況
- 本研究成果于2011年1月在SCI收錄期刊《Neurochem Res》（IF=2.72）36卷第一期153-162頁公開發(fā)表。
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻(xiàn)
- 1. Pérez-Pinzón MA, Xu GP, Mumford PL et al (1997) Rapid ischemic preconditioning protects rats from cerebral anoxia/ischemia. Adv Exp Med Biol 428:155-161. 2. Dirnagl U, Simon RP, Hallenbeck JM (2003) Ischemic tolerance and endogenous neuroprotection. Trends Neurosci 26(5):248-254. 3. Shamloo M, Rytter A, Wieloch T (1999) Activation of the extracellular signal-regulated protein kinase cascade in the hippocampal CA1 region in a rat model of global cerebral ischemic preconditioning. Neuroscience 93(1):81-88 4. Moelling K, Schad K, Bosse M et al (2002) Regulation of Raf-Akt Cross-talk. J Biol Chem 277(34):31099-31106.
同類課題研究水平概述
- 缺血性腦中風(fēng)是當(dāng)前醫(yī)學(xué)首要的致殘致死性疾病，嚴(yán)重威脅人類健康，因而，探尋有效的預(yù)防措施一直是醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)。 本研究在探討缺血性神經(jīng)保護(hù)方面，揭示了以下新認(rèn)識： 1. ERK在介導(dǎo)缺血預(yù)處理的保護(hù)功能過程中，存在反饋性抑制調(diào)節(jié)。 2.這一反饋性抑制調(diào)節(jié)與其鈣依賴性激活密切聯(lián)系。 3.其活性下調(diào)能阻斷其自身反饋性抑制作用。 4.多肽脯氨酰順反異構(gòu)酶Pin-1與ERK/Raf-1的反饋性抑制調(diào)節(jié)無關(guān)。 5.缺血預(yù)處理誘導(dǎo)的ERK信號通路反饋性抑制可能參與阻斷了ERK增殖分化效應(yīng)，促進(jìn)其對腦內(nèi)缺血神經(jīng)元的保護(hù)功能。 基于以上創(chuàng)新的認(rèn)識，本研究成果在國際SCI收錄的神經(jīng)分子研究期刊發(fā)表了論文，表明該研究成果對開拓神經(jīng)科學(xué)的認(rèn)識有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
