人参皂苷对微重力导致氧化应激的保护作用机制研究

航天微重力等因素诱发的神经系统功能障碍是中长期飞行中危害航天员身体健康和工作效率的重要航天医学问题，深入研究和发展基于分子本质认识的对抗防护措施是载人航天发展的迫切要求。目前已阐明的微重力对神经细胞的影响主要集中于氧化应激。人参皂苷具有抗氧化活性和改善学习记忆功能，其对神经细胞基因表达调控作用机制日益引起关注。本项目拟利用尾吊模拟微重力效应，研究人参皂苷对微重力条件下大鼠神经系统氧化应激和学习记忆行为的影响，重点研究参与氧化应激过程调控的miRNAs分子的变化，通过基因芯片与生物信息学分析获得候选miRNAs分子；利用回转器模拟微重力效应，通过体外报告基因和靶细胞功能实验获得对神经细胞氧化应激相关基因具有调控作用的miRNAs分子，阐释微重力条件下氧化应激改变及人参皂苷的调节保护机制，寻找药物对基因表达调控的新型作用靶点，为航天微重力下氧化应激有效药物对抗措施奠定理论和技术基础。

航天微重力等因素会导致氧化应激和认知功能改变，诱发神经系统功能障碍，影响航天员的健康和工作效率；深入研究和发展基于分子本质认识的对抗防护措施是载人航天发展的迫切要求。本研究利用尾吊模拟失重模型，发现不同时间模拟失重会导致大鼠学习记忆能力明显下降；模拟失重条件下调节学习记忆的NR1/2B-CaMKII-CREB信号转导途径以及氧化还原调控信号途径MGF-Nrf2-HO-1均发生不同程度变化；人参皂苷Rg1能够明显改善尾吊大鼠学习记忆能力，提高抗氧化应激水平。为进一步研究微重力条件下氧化应激改变及人参皂苷的调节保护机制，通过基因芯片与生物信息学分析获得了神经细胞氧化应激相关基因SOD2和Nrf2的候选miRNA调控分子；通过体外报告基因和靶细胞功能实验获得了分别靶向调控SOD2和Nrf2的miR-146a和miR-27a；并发现Rg1可以通过调节miR-146a和miR-27a的表达分别影响其靶向的应激相关基因SOD2和Nrf2。该研究结果揭示了人参皂苷Rg1对微重力所致氧化应激和认知功能下降的神经保护作用，提示miRNA介导的应激基因表达转录后调控可能成为神经保护药物的潜在作用靶点。