亚低温环境中冷休克蛋白RBM3基因转录的分子调控机制

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背景亚低温(mild hypothermia,32℃-35℃)作为一种临床公认疗法,常用来缓解缺血缺氧引发的神经损伤。亚低温同时也会引发如电解质紊乱、低血氧等多种并发症,使其在临床上的应用受到诸多限制。大量研究表明,RNA结合基序蛋白3(RNA-binding motif protein 3,RBM3)作为一种冷应激蛋白质,很大程度上介导了亚低温的神经保护作用。因此,在神经细胞中诱导RBM3特异性表达有望成为一种新的临床治疗策略。但是,亚低温条件下神经细胞内RBM3受各种胞内信号通路的调控情况以及其基因转录的分子机制尚不清楚。目的1.探究亚低温对神经细胞内各种信号通路的影响;2.阐明亚低温调控RBM3基因转录的分子机制;3.了解参与RBM3基因表达调控的信号分子的神经保护效果。方法1.分析亚低温(32℃)对SH-SY5Y细胞内各种信号通路的影响将SH-SY5Y细胞分别在亚低温(32℃)环境中培养不同时间,使用Western blot检测RBM3蛋白质的表达水平以及MAPK、FAK、PLC、AMPK和AKT等通路的活化水平。2.使用通路特异性抑制剂评价各通路对亚低温下RBM3表达的影响使用上述各种通路的特异性抑制剂提前处理细胞1 h,然后细胞在32℃继续培养24 h,使用q PCR和Western blot技术检测RBM3的m RNA和蛋白质表达水平,确定影响RBM3基因表达的信号通路。3.使用si RNA技术评价通路中关键激酶对亚低温下RBM3表达的影响使用激酶特异性si RNA转染细胞24 h后,细胞在32℃继续培养24 h,使用q PCR和Western blot技术检测RBM3的m RNA和蛋白质表达水平。4.探究RBM3基因调控相关信号通路对亚低温神经保护作用的影响激酶特异性抑制剂处理细胞后,再使用鱼藤酮(Rotenone,ROT)处理细胞构建体外细胞凋亡模型,CCK-8法检测细胞活力,Western blot检测凋亡蛋白cleaved PARP的水平,分析筛选出的信号通路在亚低温保护神经细胞抵抗凋亡中的作用。5.鉴定参与亚低温下RBM3基因表达调控的转录因子使用转录因子特异性抑制剂处理细胞,用q PCR和Western blot检测对亚低温诱导RBM3转录和表达的影响,确定影响RBM3基因表达的转录因子;使用上述激酶特异性抑制剂和si RNA处理细胞,Western blot法检测对该转录因子活性的影响。结果1.MAPK、PLC、AMPK和AKT等主要通路抑制剂对亚低温诱导的RBM3基因表达均无显著影响;2.FAK的特异性抑制剂和si RNA能抑制亚低温诱导的RBM3转录和表达;3.Src作为FAK下游激活激酶,抑制其活性可显著降低亚低温诱导的RBM3转录和表达;4.抑制FAK/Src通路可显著减弱亚低温对ROT的神经保护作用;5.FAK/Src信号轴被亚低温激活后,进一步激活转录因子NF-κB p65,同时NF-κB特异性抑制剂可显著抑制亚低温对RBM3的诱导。结论FAK/Src信号轴和转录因子NF-κB p65共同组成了一条新的低温应答通路,并参与了亚低温对RBM3基因的转录调控过程,同时FAK/Src信号轴还介导了亚低温的神经保护作用。这提示FAK-Src-RBM3可能在神经退行性疾病的治疗中发挥重要作用,为模拟低温治疗的特异性小分子药物的研发提供新的途径。
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