《Apelin生理功能及其细胞内信号转导机制的实验研究》

Apelin是新近发现的一种重要的生理调节肽。该项目就Apelin的细胞内信号转导机制和生理学功能做了详尽的研究,证实了Apelin在细胞内新的信号途径,并深入分析了Apelin对中枢神经系统痛觉和脑中风神经元凋亡的影响及其机制,还分析了Apelin对血管生成的影响,具体如下:

(1)Apelin细胞内信号转导途径和机制的研究。

Apelin通过与受体APJ结合发挥生物学作用,APJ属于G蛋白偶联受体(GPCR)。GPCR是联系人体许多内分泌器官和神经递质的中心通道,是新药发现及研究的最重要靶点。GPCR除了以单体形式发挥作用之外,GPCR之间还存在相互作用,其不同亚型及不同类型受体之间可以形成同源或异源二聚体。

利用免疫共沉淀、荧光共振能量转移和生物发光共振能量转移等技术首次研究发现,APJ与κ型阿片受体(KOR)、神经降压素1型受体(NTR1)和缓激肽B1受体(B1R)均能形成异源二聚体,改变了细胞内信号传导通路,对细胞增殖和凋亡发挥重要的调节作用。

(2)Apelin生理学功能的实验研究。

①Apelin对中枢痛觉调制的影响及其机制。

Apelin在诸多与疼痛以及内源性痛觉调制系统有关的脑区核团都有表达,提示Apelin具备在痛觉调制发挥作用的物质基础。该实验研究了Apelin对大鼠中枢痛觉调制中的作用及其与内源性阿片系统的相互关系,分析了作用机制,研究发现:尾核和侧脑室微量注射apelin显著降低大鼠痛阈,使大鼠痛觉敏感化;Apelin的这种痛觉敏感化作用至少部分是通过尾核、海马等核团的调控作用实现的,并对吗啡的镇痛具有抑制作用;尾核和侧脑室微量注射Apelin通过cAMP、NO、NOS和cGMP发挥痛觉敏化作用。

②Apelin对局灶性脑缺血再灌注损伤神经元凋亡的影响及其机制。

该实验研究了Apelin对急性局灶性缺血过程中发挥的神经保护作用及作用机制,为Apelin治疗缺血性脑中风提供实验依据。研究发现:Apelin干预可能通过抑制凋亡因子caspase-12 mRNA的表达而抑制脑缺血后神经细胞内质网介导的细胞凋亡;apelin能促进脑缺血再灌注后神经细胞的增殖,阻断细胞凋亡进程,起到神经保护作用;Apelin超早期干预后能够提高神经细胞内总谷胱甘肽过氧化物酶的活性,降低脂质氧化作用从而有效的提高组织的总抗氧化能力以对抗急性脑缺血再灌注后神经细胞的氧化应激作用。

③Apelin对血管生成的影响及其机制。

Apelin对调节内皮细胞生长、促进血管生成具有重要作用,提示Apelin可作为促血管生成因子发挥作用,成为新的研究血管生成相关疾病的靶点。该实验研究了Apelin和血管源性分子VEGF、FGF之间可能的相互作用,从而揭示血管发生的作用机制。研究发现:Apelin作用于人脐静脉内皮细胞(HUVECs),能够促HUVECs增殖,其机制包括上调APJ、VEGF、bFGF、FGFR1和MMP2/9 mRNA表达,抑制了TIMPl/2 mRNA表达。

综上所述:在Apelin信号转到机制方面,Apelin受体APJ能够和KOR、NTR1或B1R形成异源二聚体,改变了细胞内的信号转导通路,影响了细胞的存活。在生理功能方面,Apelin降低了大鼠痛阈,抑制了脑缺血再灌注缺血半暗区神经元凋亡,促进了血管生成。该研究对脑中风的临床诊治,尤其尤其是中风后神经功能康复具有重要意义,对治疗缺血性脑损伤和促进神经功能康复临床药物开发具有重要推广应用价值。

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