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TIGAR在脑缺血复灌过程中经非酶途径激活线粒体自噬的保护作用及机制研究

TIGAR在脑缺血复灌过程中经非酶途径激活线粒体自噬的保护作用及机制研究
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  • 批准号:81773703
  • 批准年度: 2017年
  • 学科分类:神经精神药物药理(H3101) |
  • 项目负责人:张翔南
  • 负责人职称:副教授
  • 依托单位:浙江大学
  • 资助金额:60万元
  • 项目类别:面上项目
  • 研究期限:2018年01月01日 至 2021年12月31日
  • 中文关键词: TIGAR;非酶;线粒体;自噬;保护
  • 英文关键词:cerebral ischemia;mitophagy;pentose-phosphate pathway;neuroprotection;TIGAR

项目摘要

中文摘要

脑缺血复灌诱发神经元线粒体自噬,并清除损伤线粒体,发挥神经保护作用。复灌诱发的氧化应激可能启动线粒体自噬。神经元低氧时,葡萄糖经由戊糖磷酸途径代谢减少氧化应激,并可能由此抑制自噬。申请人的预实验意外发现,p53诱导的糖酵解及凋亡调节因子TIGAR促进戊糖磷酸代谢,却激活缺血复灌神经元的线粒体自噬、保护神经元。我们还发现,TIGAR促线粒体自噬作用可能与其磷酸酶活性无关,而与其向线粒体转位有关。TIGAR结合E2泛素结合酶UBE2L3,推测TIGAR可能于线粒体上招募UBE2L3,进而向Parkin提供泛素,介导线粒体自噬。因此,本研究拟利用选择性TIGAR基因敲除等模式动物,结合药理学、分子生物学等手段,首先明确脑缺血复灌过程中TIGAR经促进线粒体自噬的保护作用,并试图阐明TIGAR经非酶途径诱导线粒体自噬的机制。本研究有望为干预脑缺血过程中的线粒体自噬进而保护神经提供新的药物靶点。

英文摘要

Cerebral ischemia induces mitophagy in neurons. Mitophagy protects against ischemic neuronal injury by clearance of damaged mitochondria. Ischemia-reperfusion-induced oxidative stress may activate mitophagy. In hypoxic neurons, glucose is metabolized by pentose phosphate pathway (PPP) to NADPH which diminishes oxidative stress. Our preliminary experiments, however, unexpectedly find that TP53-induced glycolysis and apoptosis regulator (TIGAR), which promotes PPP metabolism, activates rather than inhibits mitophagy in primary neurons treated with oxygen-glucose deprivation and reperfusion. Furthermore, TIGAR-induced mitophagy protects against ischemic neuronal injury. In addition, our preliminary data indicate that the TIGAR recruitment to mitochondria, but not the phosphatase activity of TIGAR, is required for mitophagy activation in ischemic neurons. It was reported that TIGAR binds to UB2L3, an ubiquitin-conjugating enzyme. We therefore hypothesized that TIGAR translocated to mitochondria may recruit UB2L3, which further passing ubiquitin to the E3 ubiquitin ligase Parkin and thus activates mitophagy in ischemic neurons. By employing neuron-specific knockout and overexpressed TIGAR mutant mice, the present investigation aims to identify that TIGAR-induced mitophagy protects against cerebral ischemia-reperfusional injury. We further aimed to explore the mechanisms by which TIGAR activates mitophagy in an enzyme-independent manner. This investigation may provide novel drug targets for neuroprotection by interrupting mitophagy in cerebral ischemia.

评估说明

    国家自然科学基金项目“TIGAR在脑缺血复灌过程中经非酶途径激活线粒体自噬的保护作用及机制研究”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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