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脑中风(缺血)是当今社会主要疾病之一,缺血诱导的某些关键酶活性的改变参与了缺血性脑损伤的形成。大量的实验研究提示JNK激活在局灶和全脑缺血介导的神经元凋亡过程中发挥了重要的作用。因此,JNK被认为是脑缺血性疾病的治疗靶点。本文采用S-D大鼠的四动脉结扎全脑缺血模型,并利用含有JIP-1和JNK相互结合的结构域的融合肽Tat-JBD和JNK小分子抑制剂SP600125阐明JNK3的激活在脑缺血再灌介导的神经元损伤中的重要作用,并着重探讨了JNK3介导的脑缺血性神经元凋亡的下游信号通路。
1.JNK3的激活参与了脑缺血再灌介导的神经元损伤采用四动脉结扎SD大鼠全脑缺血模型,于缺血前40分钟或缺血后60分钟脑室注射含有JIP-1蛋白中153-163段11个氨基酸的小肽(Tat-JBD)或于缺血前20分钟或缺血后60分钟脑室注射JNK小分子抑制剂SP600125,以免疫沉淀、免疫印迹方法研究蛋白间的相互结合及蛋白激酶的活性变化,以TUNEL和组织学方法观察神经细胞的凋亡和死亡情况。结果发现Tat-JBD通过阻断JNK3-JIP-1复合物的形成从而抑制JNK3的激活,并在缺血前后给予都可减少脑缺血/再灌注诱导的海马CA1区锥体神经元的凋亡细胞数,提高神经元的细胞存活数;SP600125通过抑制JNK3的激活而保护脑缺血/再灌注诱导的海马CA1区锥体神经元的损伤。总之,以上结果表明脑缺血/再灌注可以诱导JNK3的激活,并且JNK3的激活参与了脑缺血再灌介导的神经元损伤。
2.JNK3介导的脑缺血性神经元凋亡的下游信号通路采用四动脉结扎SD大鼠全脑缺血模型,于缺血前40分钟脑室注射Tat-JBD或缺血前20分钟脑室注射SP600125,以免疫沉淀、免疫印迹以及免疫组化的方法研究蛋白间的相互结合及蛋白激酶的活性变化。结果发现,在海马的CA1区,Tat-JBD和SP600125抑制脑缺血介导的JNK核底物c-Jun的磷酸化和Fasl的表达,而且SP600125抑制脑缺血介导的DP5的表达和DP5与Bcl-2的相互作用;另一方面,通过抑制JNK非核底物Bcl-2的磷酸化和Bax从Bcl-2/Bax二聚体上释放,Tat-JBD和SP600125阻止了脑缺血介导的Bax转位于线粒体和细胞色素c从线粒体释放到胞浆;另外,Tat-JBD还抑制脑缺血介导的Caspase3的激活。总之,以上结果表明,激活的JNK通过磷酸化其核底物c-Jun增加AP-1转录活性,促进了凋亡蛋白Fasl和DP5的表达,Fasl结合其受体从而启动Fas介导的凋亡信号通路,DP5与Bcl-2结合抑制其抗凋亡活性;另一方面,激活的JNK通过磷酸化其非核底物Bcl-2,以致促进Bax从Bcl-2/Bax二聚体上释放到线粒体外膜介导细胞色素c从线粒体释放到胞浆,从而启动线粒体介导的凋亡信号通路。
综上所述,脑缺血/再灌注诱导JNK3的激活,进一步通过核通路和非核通路,最终导致海马CA1神经元凋亡。提示JNK3的激活在脑缺血再灌介导的神经元损伤中发挥了重要作用,并可作为脑缺血性疾病的治疗靶点;并且Tat-JBD和SP600125具有临床应用价值,可作为脑缺血性疾病研制开发的新药。