SIRT1抗朊病毒感染诱导的神经退行性改变的分子机制研究

寻找潜在的治疗靶点，开发有效的抗朊病毒药物是目前朊病毒病研究的重点和难点。已有研究证实沉默信息调节因子相关酶1(SIRTl)具有显著的保护神经元功能作用,目前SIRTl作为治疗退行性疾病的靶点逐渐被人们所重视，但SIRT1对朊病毒病的治疗作用鲜有报道，缺乏系统的实验证据和具体的机制研究。本项目拟在朊病毒感染实验动物模型的基础上，通过SIRT1过表达转基因小鼠以及白藜芦醇（Resveratrol）激活SIRT1的方法考察SIRT1对朊病毒的易感性，病程以及神经病理改变的影响，初步评价激活SIRT1对朊病毒病的防治效果；通过体外细胞实验，针对PrPC 蛋白表达和胞内沉积，细胞凋亡及线粒体功能等方面系统研究SIRT1抗朊病毒感染所诱导的神经退行性改变的分子机制，为研制有效的预防和治疗朊病毒病的相关药物奠定理论基础。

寻找潜在的治疗靶点，开发有效的抗朊病毒药物是目前朊病毒病研究的重点和难点。已有研究证实沉默信息调节因子相关酶1(SIRTl)具有显著的保护神经元功能作用, 但SIRT1对朊病毒病的治疗作用鲜有报道，缺乏系统的实验证据和具体的机制研究。本研究的计划要点是明确SIRT1蛋白在朊病毒病发生发展中可能的作用以及其作为朊病毒病治疗靶点的可行性。我们的课题通过朊病毒感染动物模型和朊病毒感染细胞模型两个平台，体内和体外实验相结合的完成了课题中的三个主要研究目标：1. SIRT1在朊病毒疾病发生发展中的表达和功能改变：通过建立朊病毒感染实验动物模型，比较和分析了朊病毒感染过程中脑组织SIRT1蛋白水平以及活性的改变，结果提示随着感染时间的延长，感染动物脑组织中SIRT1蛋白水平明显下降，SIRT1蛋白下游靶蛋白乙酰化水平明显升高，表明SIRT1蛋白活性降低；感染细胞株内SIRT1蛋白水平和活性也较正常细胞株明显降低；2. 初步评价激活SIRT1对朊病毒病的治疗效果：体外实验证实SIRT1激活剂白藜芦醇抑制感染细胞中PrPSc的产生，这种抑制作用具有剂量和时间依赖关系，并且这种抑制作用不可逆转，白藜芦醇处理过的感染细胞接种敏感小鼠后，在观察时间内小鼠既没有出现典型的神经系统症状，脑组织中也未出现相应的病理学改变，证实白藜芦醇处理过的感染细胞已完全失去感染性，这些均提示白藜芦醇可能是一种有效的治疗性药物；3 系统研究SIRT1治疗朊病毒感染所诱导的神经退行性改变的分子机制： SIRT1激活剂白藜芦醇处理细胞后可促进细胞内HSP70蛋白表达，细胞内过量表达HSP70可特异性降解胞浆内特异沉积的PrP，蛋白酶抑制剂可抑制这种降解作用，说明SIRT1可通过调节HSP70表达，激活泛素蛋白酶体系统降解胞浆内异常沉积PrP，并且在降解胞浆内特异沉积PrP的同时，抑制了其导致的细胞毒作用；此外研究发现感染动物脑组织及感染细胞中葡萄糖转运子3均明显减少，感染细胞中糖摄取能力也显著下降，表明朊病毒感染过程中脑组织糖代谢出现异常， SIRT1可以刺激线粒体生物合成及线粒体氧化代谢，增强线粒体功能，从而纠正朊病毒感染导致的神经元细胞糖代谢异常，缓解prion疾病，这个结论还需要下一步的实验验证。