探討PINK1, Drp1及mitochondrial autophagy 在暫時性全腦缺血造成海馬回神經細胞損傷的角色

暫時性全腦缺血(transient global ischemia)可見於心因性休克或嚴重低血壓的患者，它會造成大腦海馬回( hippocampus) CA1 的神經細胞死亡而相對較少影響CA2, 3及dentate gyrus 的神經細胞。這種死亡約在暫時缺血後的2 至4 天發生。而這種細胞死亡的潛在機轉並不清楚。腦缺血可造成過量反應性氧化物種(reactive oxygenspecies) (ROS)的生成及神經細胞損傷此結果可能與線粒體功能障礙相關。研究顥示粒線體分裂 (mitochondrial fission)在細胞死亡早期會出現，可能在cytochrom c 釋出和caspase 的啟動同時或之前發生。而Drp1 是和粒線體之分裂相關的重要蛋白質。而PINK1 是一粒線體絲氨酸 /蘇氨酸蛋白激酶，能透過自噬機轉(autophagy)調節線粒體分裂，保護在壓力下被誘發的線粒體功能障礙的細胞。因此PINK1 或PINK1/mitochondrialautophagy 可能是一種內生性的保護反應，可調節 Drp1 表達以及ROS 的形成，適應細胞的新陳代謝及生存，以減輕全腦缺血造成的神經損傷。在此計劃中我們將探究腦缺血時PINK1, Drp1 及mitochondrial autophagy 的相關機轉，首先我們將證實TGI 引致的神經損傷和過量ROS 相關，同時也誘發PINK1, Drp1 及mitochondrial autophagy 的改變。。其次，我們將使用藥理學和分子生物學的方法，包括PINK1 和Drp1 的的活化劑或抑制劑及反義核酸或RNAi 驗證此一信息通路。一些常用藥物，如pioglitazine，statin 和minocycline 與神經保護作用可能有直接或間接的關係且涉及autophagy 反應，值得探討。實驗的步驟將以大鼠全腦缺血的動物模型，及藉由RT-PCR，西方點墨法，及免疫組織化學等方法來看PINK1, Drp1 的表達，海馬回CA1 的神經細胞死亡數目來評估，以測量protein carbonyl 看反應性氧化物種含量用電子顯微鏡看粒腺體形態及用PINK1 及Drp1 的反義核酸 (antisense deoxyoligonucleotide)來驗證其重要。希望藉由了解PINK1, Drp1 及mitochondrial autophagy 的研究瞭解ROS 及粒線體功能障礙進而提供對全腦缺血或其他腦部缺血症候群一個治療的方向。

系統編號:PC10108-1130
原計畫編號:NSC101-2314-B182-081-MY2