氧化磷酸化修饰神经丝蛋白M可保护脊髓缺血再灌注损伤

doi:10.4103/1673-5374.141803

摘要/Abstract

摘要：

作者既往研究显示早期脊髓缺血再灌注损伤组织中神经丝蛋白M呈上调表达，说明其可能参与了脊髓缺血再灌注损伤过程。实验应用蛋白组学的双向凝胶电泳与质谱鉴定方法，分析比较兔脊髓缺血25 min再灌注0，12，24，48h与假手术兔脊髓组织中的蛋白表达差异，并对其中与神经修复相关的上调表达蛋白神经丝蛋白M进行免疫组化和免疫印迹研究分析。双向凝胶电泳与质谱鉴定结果显示，与假手术组相比，缺血25min再灌注24h兔脊髓组织中蛋白上调表达的最为显著。免疫组化分析发现在各损伤时间点脊髓组织中神经丝蛋白M分别定位于神经元轴突及细胞浆中；Western blot验证神经丝蛋白M蛋白表达随脊髓再灌注时限的延长具有依从性递增，在再灌注24h达到峰值，后逐渐回归至脊髓再灌注初始水平，且发现神经丝蛋白M可能发生了氧化磷酸化修钸，其磷酸化蛋白与未磷酸化神经丝蛋白M蛋白表达量变化呈平行关系。提示神经丝蛋白M蛋白在脊髓缺血再灌注损伤过程中发挥了重要作用，其功能的行使是通过其蛋白氧化磷酸化修饰来实现。

关键词: 神经再生, 神经丝蛋白M, 脊髓损伤, 缺血再灌注, 蛋白质组学, 磷酸化修饰, 神经保护

Abstract:

Previous studies have shown that neurofilament protein M expression is upregulated in the early stage of spinal cord ischemia/reperfusion injury, indicating that this protein may play a role in the injury process. In the present study, we compared protein expression in spinal cord tissue of rabbits after 25 minutes of ischemia followed by 0, 12, 24, or 48 hours of reperfusion with that of sham operated rabbits, using proteomic two-dimensional gel electrophoresis and mass spectrometry. In addition, the nerve repair-related neurofilament protein M with the unregulated expression was detected with immunohistochemistry and western blot analysis. Two-dimensional gel electrophoresis and mass spectrometry showed that, compared with the sham group, upregulation of protein expression was most significant in the spinal cords of rabbits that had undergone ischemia and 24 hours of reperfusion. Immunohistochemical analysis revealed that neurofilament protein M was located in the membrane and cytoplasm of neuronal soma and axons at each time point after injury. Western blot analysis showed that neurofilament protein M expression increased with reperfusion time until it peaked at 24 hours and returned to baseline level after 48 hours. Furthermore, neurofilament protein M is phosphorylated under oxidative stress, and expression changes were parallel for the phosphorylated and non-phosphorylated forms. Neurofilament protein M plays an important role in spinal cord ischemia/reperfusion injury, and its functions are achieved through oxidative phosphorylation.

Key words: nerve regeneration, neurofilament protein M, spinal cord injury, ischemia/reperfusion, proteomics, phosphorylation, neuroprotection, NSFC grant, neural regeneration

. 氧化磷酸化修饰神经丝蛋白M可保护脊髓缺血再灌注损伤[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2014, 9(18): 1672-1677.

Haitao Wang, Su Pan, Xiaoyu Yang, Benqing Zhu, Dalin Wang. Oxidative phosphorylated neurofilament protein M protects spinal cord against ischemia/reperfusion injury[J]. Neural Regeneration Research, 2014, 9(18): 1672-1677.

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Ginsenoside Rd has a clear neuroprotective effect against ischemic stroke. Researchers from China-Japan Union Hospital of Jilin University, China performed a study to verify the neuroprotective effect of ginsenoside Rd in spinal cord ischemia/reperfusion injury and explore its anti-apoptotic mechanisms. In this study, the optimal dose of ginsenoside Rd was 25 mg/kg per day and the optimal time point was 5 days after ischemia/reperfusion. Ginsenoside Rd dose-dependently inhibited expression of pro-apoptotic Caspase 3 and down-regulated the expression of the apoptotic proteins ASK1 and JNK in the spinal cord of rats with spinal cord ischemia/reperfusion injury. These findings indicate that ginsenoside Rd exerts neuroprotective effects against spinal cord ischemia/reperfusion injury and the underlying mechanisms are achieved through the inhibition of ASK1-JNK pathway and the down-regulation of Caspase 3 expression. This study has been published in the Neural Regeneration Research (Vol. 9, No. 18, 2014).
Article: " Ginsenoside Rd inhibits apoptosis following spinal cord ischemia/reperfusion injury," by Baogang Wang1, Qingsan Zhu2, Xiaxia Man3, Li Guo4, Liming Hao5 (1 Department of Cardiac Surgery, First Hospital of Jilin University, Changchun, Jilin Province, China; 2 Department of Orthopedics, China-Japan Union Hospital of Jilin University, Changchun, Jilin Province, China; 3 Department of Oncological Gynecology, First Hospital of Jilin University, Changchun, Jilin Province, China; 4 Department of Toxicology, School of Public Health, Jilin University, Changchun, Jilin Province, China; 5 Department of Histology and Embryology, College of Basic Medical Sciences, Jilin University, Changchun, Jilin Province, China)
Wang BG, Zhu QS, Man XX, Guo L, Hao LM. Ginsenoside Rd inhibits apoptosis following spinal cord ischemia/reperfusion injury. Neural Regen Res. 2014;9(18):1672-1681.
Contact: Meng Zhao
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延伸阅读

人参皂甙Rd对缺血性脑卒中有明确的神经保护作用。来自中国吉林大学中日联谊医院王宝刚等所在团队设想，对于同样属于中枢神经系统的脊髓组织发生缺损再灌注损伤时，人参皂甙Rd可能同样起神经保护作用吗？实验人参皂甙Rd的最佳作用剂量确定为25 mg/kg•d，最佳作用时间确定为缺血再灌注损伤后第5天。人参皂甙Rd可以剂量依赖方式抑制缺血再灌注损伤大鼠脊髓组织中促凋亡蛋白-Caspase3的表达，并下调脊髓组织中ASK1、JNK、P38MAPK蛋白的表达。说明人参皂甙Rd对脊髓缺血再灌注损伤有神经保护作用，其机制为通过抑制ASK1-JNK途径，最终抑制caspase3的表达所实现的。文章发表在《中国神经再生研究（英文版）》杂志2014年9月第18期。
Article: " Ginsenoside Rd inhibits apoptosis following spinal cord ischemia/reperfusion injury," by Baogang Wang1, Qingsan Zhu2, Xiaxia Man3, Li Guo4, Liming Hao5 (1 Department of Cardiac Surgery, First Hospital of Jilin University, Changchun, Jilin Province, China; 2 Department of Orthopedics, China-Japan Union Hospital of Jilin University, Changchun, Jilin Province, China; 3 Department of Oncological Gynecology, First Hospital of Jilin University, Changchun, Jilin Province, China; 4 Department of Toxicology, School of Public Health, Jilin University, Changchun, Jilin Province, China; 5 Department of Histology and Embryology, College of Basic Medical Sciences, Jilin University, Changchun, Jilin Province, China)
Wang BG, Zhu QS, Man XX, Guo L, Hao LM. Ginsenoside Rd inhibits apoptosis following spinal cord ischemia/reperfusion injury. Neural Regen Res. 2014;9(18):1672-1681.
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