α-突触核蛋白保护新生鼠缺氧缺血脑损伤的机制研究

Neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy is a common severe disease with a high mortality, and may result in long-term detrimental consequences. Thus, exploring neuroprotective factors and their underlying mechanisms is of great importance. α-Synuclein (α-Syn) is an important small protein, predominantly expressed in neurons throughout the mammalian brain. In previous study, we found neuroprotective properties of overexpressed α-Syn in hypoxic-ischemic brain damage, with decreased expression of p-mTOR and its activator SLC38A9. Furthermore, we found that the expression of miR-539-5p increased and the expression of α-Syn reduced, after hypoxic-ischemic brain damage. We also found that both the SLC38A9 and p-mTOR expression increased under the hypoxic-ischemic condition. However, it is still unclear whether miR-539-5p regulates the expression of α-Syn after hypoxic-ischemic brain damage. The exact mechanisms that mTOR and its recently identified activator SLC38A9 involved in the neuroprotective effect of α-Syn are largely unknown. In this project, we will employ a hypoxic-ischemic brain damage model in neonatal mice and a hypoxic-ischemic neuronal model in vitro, with the aim of confirming the regulatory function of miR-539-5p in targeting α-Syn and exploring the mechanisms of the α-Syn/SLC38A9/mTOR signaling pathway in regulating neuronal death and survival. We believe that our study will provide new insights into clinical treatment for neonates with hypoxic-ischemic encephalopathy.

新生儿缺氧缺血性脑病是儿童严重致死致残疾病，探索其神经保护机制意义重大。α-突触核蛋白（α-Syn）是脑内一种重要的神经分子，我们发现：高表达的α-Syn具有神经保护作用，且伴随SLC38A9及其调控的p-mTOR蛋白水平降低；脑缺氧缺血后，微小RNA（miR-539-5p）显著升高，α-Syn蛋白表达水平降低，同时SLC38A9及p-mTOR蛋白水平升高。但是，脑缺氧缺血后，miR-539-5p是否参与α-Syn表达的调控，新近发现的SLC38A9及其调控的mTOR信号通路是否参与α-Syn的神经保护作用？都亟待探讨。因此，本课题拟通过建立体内、体外缺氧缺血模型，阐明miR-539-5p对α-Syn的调控作用，揭示α-Syn/SLC38A9/mTOR信号通路调控神经细胞存活的机制，为临床治疗新生儿缺氧缺血性脑病提供新思路。

新生儿缺氧缺血性脑病（HIE）是公认的引起新生儿死亡和神经系统后遗症的主要原因，而目前有效的治疗策略仍然有限。鉴于HIE的患病率和致死率，有必要对其发病机制进行进一步研究。α-突触核蛋白（α-Syn）对神经细胞存活影响一直是研究热点，我们在进行α-突触核蛋保护新生鼠缺氧缺血脑损伤机制研究时，追踪了其最新的研究动态进展，发现α-Syn可通过激活NLRP3炎性小体介导神经细胞焦亡的发生。我们进一步研究发现，新生鼠缺氧缺血脑损伤模型存在显著神经细胞焦亡情况，其机制为通过激活NLRP3炎性小体介导神经细胞焦亡。继而，我们对α-Syn介导的细胞焦亡展开了深入研究，探讨了新生鼠缺氧缺血脑损伤细胞焦亡机制及保护作用，重点探讨了甲基莲心碱对神经细胞焦亡的抑制作用。在HIE动物模型中，我们发现甲基莲心碱发挥了显著的神经保护作用，甲基莲心碱可以抑制HI后脑NLRP3炎症小体的活化，从而减轻氧化应激损伤和神经元损伤。我们还发现了与焦亡相关的mRNA和蛋白质（包括caspase-1，ASC，NLRP3，GSDMD，IL-18，IL-1β）和氧化应激损伤指标与对照组相比HI大鼠模型显著增加，而给予甲基莲心碱处理后这些增加被显着抑制。继而，我们用氯化钴刺激PC12细胞建立体外神经元损伤模型，通过改变NLRP3炎症小体的表达水平来研究甲基莲心碱与神经元焦亡的关系。我们发现在给予甲基莲心碱处理的同时敲低NLRP3进一步抑制了神经元的焦亡发生，而NLRP3的过表达则部分逆转了甲基莲心碱对神经元的保护作用，改变NLRP3表达水平也可诱导HI后细胞内氧化应激水平的变化。这些发现表明，甲基莲心碱可通过抑制HI后神经细胞焦亡改善神经元的氧化应激损伤，为HIE治疗提供了新的思路和策略。