开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）
- 背景及综述
缺氧是众多临床疾病及高原、航空、潜水等特殊环境造成机体损伤的重要原因。脑组织以有氧代谢为主，对缺氧的耐受性差，是机体对缺氧最敏感的组织。长期或短时间严重的缺氧可引起中枢神经系统的功能紊乱，甚至发生病理结构改变。寻找提高脑低氧耐受性的措施对于增强机体适应低氧环境的能力及防治临床缺氧性疾病具有重要意义。
低氧预适应（Hypoxic preconditioning，HPC）是指用非致死性低浓度氧，通过反复短暂刺激使机体器官、组织和细胞对随后更严重缺氧产生耐受性，从而产生重要的保护作用，它是机体特有的内源性保护现象，广泛存在于心、脑、肾、肝、肠等器官中(1)。这一现象的发现为提高机体的缺氧耐受力及防治缺氧性损伤提供了全新的思路，目前，HPC对缺氧神经损伤的保护作用已有共识(2)，然而其产生内源性保护作用的机制仍未完全阐明。从转化医学角度，探索HPC抗缺氧神经损伤机制为发现具有自主知识产权的抗缺氧神经损伤候选药物和新的药物作用靶标具有重要意义，已成为当前缺氧研究领域的热点。
近年来国内外学者对HPC的研究从现象逐步深入到分子层次，并取得了令人瞩目的进展。目前认为HPC神经保护机制主要涉及以下三个过程：① 内源性介质的产生和释放，并作用于细胞膜，如低氧诱导因子（HIF）(3)、腺苷及其受体(4)、阿片类物质及受体(5)等；② 启动胞内信号转导途径(1)，如蛋白激酶C（PKC）、核因子kappa;B（NF-kappa;B）、三磷酸肌醇激酶（PI3K）、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）等；③ 终末效应物质发挥作用，如促红细胞生成素（EPO）(6)、血管内皮生长因子（VEGF）(7)、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）(8)、ATP敏感的钾通道（KATP）(9)、抗凋亡蛋白BCL(10)等。HPC涉及包括酶、活性氧、受体、递质、抗凋亡物质及离子通道等多种因素的参与，发挥内源性神经保护作用。
这些低氧预适应神经保护作用研究的相关工作，为探寻内源性抗缺氧神经损伤物质做出了有益的探索，也为低氧预适应神经保护作用机制的进一步深入研究奠定了重要基础。但是现有抗缺氧神经损伤物质研究主要停留在单个基因、单个蛋白质的水平，缺乏多层次、多视角的研究，无法揭示机体作为一个整体对低氧预适应产生的系统全局变化，这些问题正是低氧预适应抗缺氧神经损伤作用研究中亟待解决的问题，然而以住经典分子生物学的方法很难全面捕捉到以上复杂的信息，使得它们的研究仍处于初级阶段。
当今化学与生物学和信息学的日益整合渗透，使得生命体系中的化学过程研究正进入分子网络水平，网络生物学（Network Biology）应运而生(11)，它试图通过建立网络模型，将复杂生物系统的相互作用抽象表达成网络，通过分析复杂网络的成分关系和特性来获得对生物系统更多的认识。网络生物学提供了从网络角度研究复杂病理进程的新思路，在疾病发生发展机制研究和药物靶点发现方面得到越来越多的应用(12-14)。因此，网络生物学为我们探索低氧预适应神经保护作用的调控网络提供了一个全新的视角。从分子水平上看，低氧预适应的神经保护效应可能是低氧预适应首先上调了机体中多个蛋白和小分子代谢物的表达，进而产生对机体蛋白和代谢物网络广泛调节的综合结果。蛋白组学、代谢组学等实验技术的发展也为我们找到病理分子网络中的蛋白表达模式和代谢物调控模式的差异提供可能(15-19)。同时，整合蛋白组学中获得的差异蛋白和代谢物调控网络中涉及变化的酶，能够最大可能的获得低氧适应相关的调节蛋白。这提示我们整合蛋白质组学和代谢组学技术，将蛋白和代谢物研究相关联，系统探究与低氧预适应缺氧耐受时间变化相关的蛋白和代谢物，利用蛋白质相互作用数据库、代谢网络数据库以及系统生物学网络建模技术，构建低氧预适应引发的蛋白质表达和代谢调控网络，解析低氧预适应神经保护作用的关键节点，探究低氧预适应抗缺氧神经损伤的关键蛋白或代谢物，将能够在分子网络水平认识低氧预适应抗缺氧神经损伤作用的物质基础及其调控机制。
近年来课题组对低氧预适应的神经保护效应进行了较为系统的研究(20-25)，并采用代谢组学的方法对抗缺氧神经损伤的内源性代谢物进行了研究。前期研究主要有以下几个方面发现：(1) 低氧预适应能显著增强海马神经元对严重低压缺氧和缺血缺氧损伤的耐受能力，能有效减轻严重缺氧所导致的学习记忆能力的下降，证实低氧预适应具有显著的抗缺氧/缺血神经损伤作用； (2) 低氧预适应抗缺氧神经损伤活性分子的初步探索：低氧预适应小鼠（重复低氧暴露4次）的脑匀浆液具有显著抗缺氧神经损伤作用，其中蛋白组分和非蛋白组分均可以显著增强NGF诱导分化的PC12细胞的缺氧耐受性；(3) 针对脑匀浆液的非蛋白组分，我们采用基于UPLC-Q-TOFMS的代谢组学技术，对小鼠海马组织小分子代谢物进行了系统的分析，筛选鉴定了34种体内潜在抗缺氧神经损伤的调节物质，其中腺苷、gamma;-氨基丁酸、苯丙氨酸、多巴胺、牛磺酸等含量在HPC组中显著升高，除腺苷被报道具有明确的抗缺氧/缺血神经损伤保护作用外(4)，其余的代谢物可能是潜在的抗缺氧活性物质；而HPC组显著降低的代谢物如LPC(16:0)和LPC(18:0)及其相关的磷脂代谢通路可能是HPC抗缺氧神经损伤的潜在靶点，目前正采用PC12细胞缺氧损伤模型对其进行验证。以上研究工作，为我们对低氧预适应抗缺氧神经损伤作用的深入研究奠定了良好的基础。
- 拟研究的问题
本项目拟在既往研究的基础上，运用蛋白组学技术，以急性重复低氧预适应小鼠为动物模型，探究与低氧预适应缺氧耐受时间变化相关的蛋白，利用蛋白质相互作用数据库以及系统生物学网络建模技术，构建低氧预适应引发的蛋白质表达变化网络，解析低氧预适应神经保护作用的关键节点，初步确认低氧预适应抗缺氧神经损伤的关键活性物质，在此基础上在细胞水平上，采用siRNA或靶标物预处理的技术和方法，验证这些关键活性物质在低氧适应抗缺氧神经损伤的作用途径及其机制，探寻具有自主知识产权的抗缺氧神经损伤的内源性活性物质和新的药物作用靶标，为发展创新性的抗缺氧候选药物提供理论依据。
三、采用的研究手段
采用基于同位素标记相对和绝对定量(isobaric tags for relative and absolute quantification，iTRAQ)技术的比较蛋白质组学分析方法，探究与低氧预适应缺氧耐受时间相关的蛋白，利用蛋白质相互作用数据库，构建低氧预适应的蛋白调控网络，进一步采用Western-blot和qRT-PCR对蛋白质组学数据进行验证，从蛋白表达模式阐明低氧预适应抗缺氧神经损伤的作用规律。
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
