E3泛素连接酶Triad1促进脊髓损伤后神经功能的恢复及其作用机制

基本信息
批准号:81771319
项目类别:面上项目
资助金额:54.00
负责人:崔志明
学科分类:
依托单位:南通大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:保国锋,陶涛,徐大伟,张金龙,范建波,赵伟,吴春帅,薛鹏飞,卢雄松
关键词:
蛋白质相互作用脊髓损伤内体转运突起延伸E3泛素连接酶Triad1
结项摘要

The neurite outgrowth plays an significant role in the recovery of neurological function after spinal cord injury. The E3 ubiquitin ligase Triad1 indirectly promote neurite outgrowth mediated by P53. The EHD1 protein, an endogenous transporter associated protein, is involved in the regulation of the cell growth and the extension of the neurite. Studies show that astrocytes can secrete endogenous neurotrophic factor NGF and PTN after spinal cord injury, and promote the extension of the neurite, which is beneficial to the recovery of neural function. In our previous research, we found that E3 ubiquitin ligase Triad1 can interact with both EHD1 and PTN in rat spinal cord injury model. Our research group proposes the hypothesis that Triad1 could regulate EHD1 and PTN by ubiquitination, hich increased the stability of both EHD1 and PTN, and then, much more TrkA, a kind of high affinity receptors of NGF, was transported to the cell membrane, meanwhile much more PTN was secreted into the intercellular space, binding to its specific receptors on the membrane of neurons. Our study intends to research whether Triad1 can regulate EHD1 by K63 ubiquitination and promote the transport of TrkA to the membrane of neurons through the endosome system, realizing the recycling of TrkA, and promote the ability of neurite outgrowth after spinal cord injury. Whether Triad1 can regulate PTN by K63 ubiquitination, increaseing the secretion of PTN in astrocytes, and combine with the specific receptors on the neuron membrane, which activate the signaling pathway to promote neurite outgrowth after spinal cord injury. This study is helpful to clarify the changes of the ability and the surrounding environment of the survival neurons in the early stage after spinal cord injury, and provide a new treatment idea for the recovery of neurological function after spinal cord injury.

脊髓损伤后神经元突起延伸对神经功能恢复具有重要作用。E3泛素连接酶Triad1间接促进P53介导的神经元细胞突起延伸,内体转运相关蛋白EHD1通过内体系统调节神经元突起的延伸,星形胶质细胞分泌NGF和PTN促进神经元突起延伸,均有利于神经功能恢复。课题组前期发现Triad1与EHD1、PTN均存在相互作用,提出脊髓损伤后Triad1泛素化调节EHD1和PTN,增加TrkA膜向转运及PTN稳定性,促进神经功能恢复的假说。本课题拟研究Triad1是否通过K63位泛素化调节EHD1,促进TrkA膜向循环,提高脊髓损伤后神经元突起延伸的能力。Triad1是否通过K63位泛素化调节PTN,增加星形角质细胞中向外分泌的PTN,激活下游信号通路,促进脊髓损伤后神经元突起的延伸。本研究有助于阐明脊髓损伤早期残存神经元突起延伸的能力与周围环境的改变机制,为脊髓损伤后神经功能恢复提供新的治疗思路。

项目摘要

脊髓损伤是脊柱损伤最严重的并发症,往往导致截瘫以至于失去正常的生活能力,不仅会给患者本人带来身体和心理的严重伤害,还会对整个社会造成巨大的经济负担。脊髓损伤后大量神经元死亡,提高中枢神经细胞的突起延伸能力,提高神经营养因子的利用效能,能促进残存的神经元发挥功能,促进神经功能修复。本项目通过动物实验和细胞实验,探索Triad1与PTN相互作用在星形胶质细胞中的具体机制、Triad1与EHD1相互作用在神经元细胞中的具体机制,探索两种细胞间的沟通作用,调控神经突起延伸,对脊髓损伤后神经功能的影响。研究发现Triad1与EHD1的EH结构域发生相互作用,调控PC12细胞的神经突向外生长。Triad1与MDM2存在竞争性结合P53,调控神经元Caspas3依赖性的凋亡过程。Triad1与MDM2竞争性结合PTN,抑制星形胶质细胞的凋亡,使PTN、NGF和BDNF三种神经营养因子分泌增多,促进神经元共突起延伸。临床应用研究发现患者外周血浆外泌中下调的蛋白质可能参与脊髓损伤急性期脂质代谢调节。本项目从基础实验研究向临床研究转化,阐述了脊髓损伤后Triad1调控EHD1和PTN对星形胶质细胞、神经元的活性影响,对神经突起延伸和对神经功能恢复的的调控作用,在临床研究转化中,紧跟前沿研究热点,以脊髓损伤患者血浆外泌体为研究载体,完成了蛋白组学高通量测序和生物信息学分析,揭示了脂质代谢对脊髓损伤后冠心病高发病率的可能因素。本项目研究结果阐明脊髓损伤急性期残存神经元突起延伸的能力与周围环境的改变机制,为脊髓损伤后神经功能恢复提供新的潜在治疗靶点。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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