硫化物-醌氧化还原酶促进缺血性脑损伤修复的机制研究

基本信息
批准号:81671310
项目类别:面上项目
资助金额:65.00
负责人:程坚
学科分类:
依托单位:苏州大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:徐庶,曹丽丹,刘天雅,任兆翔,张玉锁,张敏洁,王子闯,吴啸威
关键词:
硫化物醌氧化还原酶脑修复小胶质细胞脑缺血M2极化
结项摘要

Selectively inducing alternative (M2) polarization of microglia/macrophages is a new therapeutic strategy to promote brain repair and functional recovery following ischemic stroke. Our previous study showed that the slow-releasing hydrogen sulfide (H2S) donor ADT-OH promoted M2 polarization of microglia/macrophages and brain repair by activating AMPK following cerebral ischemia. However, the molecular mechanism by which ADT-OH activates AMPK remains unclear so far. By acting as the enzyme that initiates sulfide oxidation, sulfide : quinone oxidoreductase (SQR) plays an essential role in the metabolism of the gaseous signaling molecular H2S. We propose in the project that SQR-mediated sulfide oxidation leads to mitochondrial uncoupling, which is the mechanism underlying AMPK activation by ADT-OH. To further investigate whether SQR is a novel therapeutic target for ischemic stroke and how SQR promotes brain repair and functional recovery following cerebral ischemia, we propose to use the cellular oxygen glucose-deprivation model as well as the gene engineered mice with specific deletion of SQR in microglia and macrophages. By using these approaches, we will investigate: 1) whether the promoting effects of ADT-OH on post-ischemic AMPK activation and M2 polarization of microglia/macrophages are dependent on SQR; 2) whether SQR acts through M2 polarization of microglia/macrophage to mediate the promoting effects of ADT-OH on brain repair and functional recovery following stroke. For the first time, the proposed project will show that SQR-mediated sulfide oxidation is novel mechanism to promote brain repair by inducing M2 polarization of microglia/macrophages following cerebral ischemia.

脑缺血后诱导小胶质/巨噬细胞M2极化是促进缺血性脑损伤修复的新策略。我们发现:缓释H2S供体ADT-OH通过激活AMPK促进脑缺血后小胶质/巨噬细胞M2极化及损伤修复。但ADT-OH激活AMPK的机制不明。硫化物-醌氧化还原酶(SQR)是气体信号分子H2S氧化代谢的关键酶。本课题提出并将在细胞模型证实:SQR对H2S氧化代谢导致线粒体解偶联是ADT-OH激活AMPK的关键分子机制。为了进一步表明SQR是促进缺血性脑损伤修复的新靶点并探讨作用机制,我们将利用细胞缺氧缺糖模型及小胶质/巨噬细胞特异性敲除SQR的基因工程鼠探讨:1)SQR介导ADT-OH脑缺血后促进小胶质/巨噬细胞AMPK活化及M2极化的作用;2)SQR介导ADT-OH通过M2极化机制促进脑缺血后血管新生及白质修复的作用。本课题首次提出:SQR介导的H2S氧化代谢是通过调控小胶质/巨噬细胞极化促进缺血性脑损伤修复的新机制。

项目摘要

前期研究发现:缓释H2S供体ADT-OH通过激活AMP激活的蛋白激酶(AMPK)促进脑缺血后小胶质/巨噬细胞M2极化及损伤修复。但ADT-OH激活AMPK的机制不明。硫化物-醌氧化还原酶(SQR)是气体信号分子H2S氧化代谢的关键酶。本课题的结果表明:SQR对H2S氧化代谢导致线粒体解偶联是ADT-OH激活AMPK的关键分子机制。我们发现:缓释供体ADT-OH释放的H2S被SQR氧化后驱动电子在线粒体复合物I的反向传递,从而产生线粒体氧自由基。线粒体氧自由基进而通过激活解偶联蛋白2导致H2S的胞内信号传导,如下游AMPK的激活。利用细胞缺血模型,我们进一步发现H2S供体ADT-OH通过SQR促进小胶质细胞AMPK活化及M2极化。本课题还首次制备了SQR条件性敲除鼠(Sqrfl/fl),并利用从Jackson Lab引进的Cx3cr1-cre小鼠,制备获得了小胶质/巨噬细胞特异性敲除SQR的基因工程鼠(Cx3cr1-cre:Sqrfl/fl)。利用Cx3cr1-cre:Sqrfl/fl小鼠,我们初步发现SQR介导H2S供体ADT-OH在脑缺血后促进血管新生及功能康复的作用。我们还初步发现H2S供体在脑缺血后促进白质损伤修复。综上,本课题的结果提示SQR介导的H2S氧化代谢是缺血性脑损伤修复的新机制。课题有望为脑卒中的治疗开拓新方向。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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