RFK-新的内源性抗缺血性脑损伤蛋白的发现及其作用机制研究

Ischemic stroke has been a prominent social problem, and deep mechanism studies about how stroke happen and develop remains urgency. Our previous studies compared the gene expression of Stroke-Prone Spontaneously Hypertensive Rats (SHR-SP) and Spontaneously Hypertensive Rats (SHR) in brain, and found a new endogenous anti-ischemia protein RFK. RFK may be high related to the susceptivity to stroke. Based on these results, we aimed to further clarify the relationship of hypofunction of RFK gene with susceptivity to stroke. Firstly, the effect of RFK gene knock up or knock down on the brain damages after stoke will be detected both in vivo and in vitro. Secondly, the compensation effect of riboflavin supplementary to the hypofunction of RFK gene will be observed. Lastly, we will focus on the endoplasmic reticulum stress induced apoptosis pathway to clarify the mechanism of RFK in stroke. The completion of this project will provide new sight in the field of exploring new anti-ischemia drugs.

脑卒中给人类健康和生命造成极大威胁，家庭和社会负担沉重。本项目从基因组学入手将脑卒中倾向的自发性高血压大鼠（SHR-SP）和自发性高血压大鼠（SHR）的脑组织进行对比分析，发现了一个全新的内源性抗缺血性脑损伤基因RFK。RFK的下调可能与SHR-SP对脑卒中的易感性密切相关，RFK基因功能低下可能会诱发并加重缺血性脑损伤。我们拟在此基础上，深入探讨RFK基因功能低下与脑卒中易感性的关系。首先，通过在体和离体水平观察RFK过表达或抑制表达对脑卒中后脑组织损伤的影响。然后，观察补充核黄素的摄入量对RFK基因功能低下的补偿作用。最后，从ERS引起的细胞凋亡入手，在细胞水平和分子水平深入探讨RFK作用的分子机制。本项目的完成，将阐明一个全新的内源性抗缺血性脑损伤蛋白RFK及其作用机制，同时也为抗缺血性脑损伤药物的研发提供新思路。

本课题通过观察在体和离体两种对象、抑制或过表达内源性基因RFK两种形式，对RFK基因功能低下与脑卒中易感性的关系进行了研究，并对其作用机制和通过外源性补充核黄素的防治措施进行了深入探讨。.我们的研究证明了RFK是抗缺血性脑损伤的内源性蛋白，RFK抑制大鼠脑缺血后的脑梗死面积、抑制脑水肿；保护大鼠脑皮层神经元缺血后的细胞活性、抑制神经元凋亡。其作用机制包括，抑制脑缺血引起的CHOP蛋白表达升高，进而抑制内质网应激，抑制神经元的凋亡，发挥抗缺血损伤的保护作用；RFK的保护作用依赖于Ero1；外源性补充核黄素能够保护神经元对缺血损伤的耐受性、延长RFK基因功能低下的SHR-SP大鼠的寿命，但这种保护作用有限，不能完全逆转RFK基因功能低下引起的神经元对缺血损伤耐受性下降的趋势；因此RFK抗缺血性损伤的保护作用不完全依赖于核黄素。.在对核黄素的研究中发现核黄素对缺血性脑损伤的保护作用，包括抑制缺血后脑组织坏死和脑水肿、保护神经元活性、抑制超微结构损伤。核黄素的这种保护作用的机制包括：一是通过抑制脑缺血引起的JNK→Bax→Cyt C→（caspase-3→PARP/ caspase-6→lamin A）信号通路的激活，从而发挥抗凋亡的保护作用；二是通过保护SOD、CAT、GSH-Px等抗氧化酶活性实现的。.全寿命内补充核黄素能延长果蝇寿命，并能增强果蝇的繁育能力、提高果蝇对氧化损伤的耐受力。这种作用包括抗氧化应激损伤，如增强抗氧化酶SOD1和CAT的活性、抑制脂褐素的聚集等。.总之，RFK是内源性抗缺血性脑损伤蛋白。RFK基因功能低下与脑卒中的易感性密切相关，RFK基因功能低下可能会诱发并加重缺血性脑损伤。RFK的保护作用不依赖于核黄素的存在，但外源性补充核黄素能够部分增强RFK的保护作用，却不能逆转RFK基因功能低下对缺血性脑损伤的易感性。全寿命补充核黄素能够延长寿命。本研究将为缺血性脑损伤的防治提供有效的干扰靶点，为防治缺血性脑损伤药物的研发提供新思路。