缺氧预处理后AMPK调节PGC-1α保护神经元的机制研究

缺血性脑卒中引起细胞能量代谢障碍导致细胞死亡，缺氧预处理通过激发脑内潜在保护系统，产生对抗缺血性脑卒中的显著保护作用。其中PGC-1α网络系统通过促进线粒体增生，激活抗氧化等相关基因的表达，在挽救细胞功能中发挥非常重要的作用，对其网络系统的研究,成为探讨脑卒中治疗的有效途径，但具体机制尚不清楚。因此本课题组旨在探讨缺氧预处理下PGC-1α的网络调控机制，提出缺氧预处理通过AMPK协调SIRT1/SIRT3正性及Twist-1负性调控系统共同调节PGC-1α，产生细胞保护作用的研究设想。在本项目的研究中，我们通过细胞培养建立神经元的缺氧预处理/缺氧模型,研究AMPK,SIRT1,SIRT3,Twist-1与PGC-1α及彼此间的相关关系，进一步采用基因敲除、免疫沉淀等方法探讨其具体的分子机制，阐明上述能量感受器形成PGC-1α的网络调节，为开发脑卒中新的治疗方向提供理论指导及研究基础。

缺血性脑卒中引起细胞能量代谢障碍导致细胞死亡，缺氧预处理通过激发脑内潜在保护系统产生对抗缺血性脑卒中的保护作用。其中PGC-1α网络系统通过促进线粒体增生，激活抗氧化等相关基因的表达，在挽救细胞功能中发挥非常重要的作用。我们建立了PC12细胞缺氧预处理模型，进行细胞活性、线粒体ROS及ATP的检测，发现与OGD组相比，缺氧预处理可上调细胞活性、增加细胞内ATP的产生、减少细胞内ROS的产生。同时利用WB检测SIRT3、PGC-1α及MnSOD的蛋白表达，发现与OGD组相比，缺氧预处理可以上调SIRT3、PGC-1α及MnSOD的表达，且三者表达趋势一致。进一步通过在PC12细胞缺氧预处理的模型中分别应用添加重组SIRT3蛋白和siRNA技术干扰SIRT3的方法，观察各组PGC-1α、MnSOD的表达及ATP的含量变化，结果显示重组SIRT3蛋白添加组SIRT3, PGC-1α及MnSOD 3种蛋白的表达均上调，而通过siRNA技术干扰SIRT3后，各组PGC-1α、MnSOD的表达均下调，证明了SIRT3是参与缺氧预处理保护作用其中的一条通路；另外我们还探讨了腺苷酸活化蛋白激酶( AMP-activated protein kinase，AMPK) 参与缺氧预处理的保护作用及机制，证明了缺氧预处理可产生细胞保护作用，缺氧预处理后AMPK 可能通过PGC-1α 促进ATP 的生成，进而发挥重要的细胞保护作用。