Role of TBK1/IKK epsilon inhibition in pancreatic beta cell regeneration

TBK1/IKK epsilon 抑制在胰腺 β 细胞再生中的作用

基本信息

  • 批准号:
    9539010
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-09-01 至 2017-09-02
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Diabetes mellitus is characterized by impaired glucose homeostasis resulting from insufficiency or functional failure of insulin-producing β−cells, alone or in association with insulin resistance. Therefore, restoring β-cell mass and function is essential to reverse the development of diabetes. Utilizing small molecule inducers of β-cell proliferation is a particularly promising strategy with numerous valuable features such as their oral bioavailability and target specificity. However, the slow rate of β-cell proliferation in adult humans is a major hurdle to overcome to use this approach. Through a chemical genetic screen for small molecule enhancers of β-cell regeneration in zebrafish, we identified several TBK1/IKKε inhibitors (TBK1/IKKε-Is). TBK1/IKKε-Is promoted β-cell regeneration by markedly increasing proliferation of β-cells. Mammalian target of rapamycin (mTOR) inhibitor rapamycin eliminated the effect of TBK1/IKKε-Is on regenerating β-cells, whereas TBK1/IKKε-Is augmented mTOR activity. Interestingly, treatment with TBK1/IKKε-Is led to pronounced increase in cAMP levels. The proliferation effect of TBK1/IKKε-Is was verified in primary mammalian islets including human islets. The goal of this application is to delineate the mechanisms and the strategies of how to increase functional β-cell mass with suppression of TBK1/IKKε. First, we will design and investigate the potency of novel TBK1/IKKε-Is on β-cell regeneration. Using (E)-3-(3-phenylbenzo[c]isoxazol-5-yl)acrylic acid (abbreviated as PIAA), which markedly increases β-cell regeneration, as a lead compound, we will perform structure-activity relationship (SAR) analyses of TBK1/IKKε-PIAA interaction. Furthermore, we will use the PIAA as a scaffold to design new molecular architectures that exhibit potent and selective TBK1/IKKε inhibition activities with minimum toxicity on β-cell regeneration. Second, we will elucidate underlying mechanisms of TBK1/IKKε-mediated β-cell regeneration. Given that rapamycin treatment abolished the effect of TBK1/IKKε suppression on β-cell regeneration and TBK1/IKKε-Is enhanced mTOR activity and cAMP levels, we will test whether TBK1/IKKε suppression promotes β-cell regeneration via modulating the cAMP-mTOR signaling cascade. We will perform biochemical and functional analyses to characterize the TBK1/IKKε-cAMP-mTOR interplay on β-cell regeneration in vitro and in vivo. Third, we will investigate the efficacy of TBK1/IKKε-Is on expanding functional β-cell mass in mammalian systems. We will use primary pancreatic islets to examine the potency of PIAA and its newly synthesized analogs on β-cell replication. Furthermore, we will evaluate the ability of PIAA and its analogs to promote β-cell expansion and enhance glycemic control in mice including a mouse model of streptozotocin (STZ)-induced diabetes.
糖尿病的特征是由于产生胰岛素的 β 细胞不足或功能衰竭而导致葡萄糖稳态受损,无论是单独的还是与胰岛素抵抗相关的,因此,恢复 β 细胞的质量和功能对于逆转糖尿病的发展至关重要。 β细胞增殖的分子诱导剂是一种特别有前途的策略,具有许多有价值的特征,例如口服生物利用度和靶点特异性,然而,成年人体内β细胞增殖速度缓慢是一个需要克服的主要障碍。通过对斑马鱼 β 细胞再生的小分子增强剂进行化学遗传筛选,我们发现了几种 TBK1/IKKε 抑制剂 (TBK1/IKKε-Is) 通过显着增加 β 细胞再生。哺乳动物雷帕霉素靶点 (mTOR) 抑制剂雷帕霉素消除了 TBK1/IKKε-Is 对β细胞增殖的影响。 TBK1/IKKε-Is 可以促进 β 细胞的再生,而 TBK1/IKKε-Is 则隐含地增强了 mTOR 活性,而 TBK1/IKKε-Is 的治疗则导致 cAMP 水平显着增加。本申请的目的是阐明如何通过抑制 TBK1/IKKε 来增加功能性 β 细胞质量的机制和策略。使用 (E)-3-(3-苯基苯并[c]异恶唑-5-基)丙烯酸(缩写为 PIAA)设计并研究新型 TBK1/IKKε-Is 对 β 细胞再生的功效,可显着增加 β 细胞。 -细胞再生,作为先导化合物,我们将对 TBK1/IKKε-PIAA 相互作用进行结构活性关系 (SAR) 分析 此外,我们将使用 PIAA。作为设计新分子结构的支架,该结构表现出有效和选择性的 TBK1/IKKε 抑制活性,并且对 β 细胞再生的毒性最小。 其次,我们将阐明 TBK1/IKKε 介导的 β 细胞再生的潜在机制。 TBK1/IKKε 抑制对 β 细胞再生的影响以及 TBK1/IKKε-Is 增强 mTOR 活性和 cAMP 水平的影响,我们将测试是否TBK1/IKKε 抑制通过调节 cAMP-mTOR 信号级联促进 β 细胞再生。我们将进行生化和功能分析,以表征 TBK1/IKKε-cAMP-mTOR 在体外和体内对 β 细胞再生的相互作用。我们将研究 TBK1/IKKε-Is 在哺乳动物系统中扩大功能性 β 细胞量的功效。我们将使用原代胰岛来检查 PIAA 的效力。此外,我们将评估 PIAA 及其类似物促进 β 细胞扩增和增强小鼠血糖控制的能力,包括链脲佐菌素 (STZ) 诱导的糖尿病小鼠模型。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

CHONG H SHIN其他文献

CHONG H SHIN的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('CHONG H SHIN', 18)}}的其他基金

Mechanisms regulating hepatic specification and differentiation in zebrafish
斑马鱼肝脏规格和分化的调节机制
  • 批准号:
    8258775
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Mechanisms regulating hepatic specification and differentiation in zebrafish
斑马鱼肝脏规格和分化的调节机制
  • 批准号:
    7660630
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Mechanisms regulating hepatic specification and differentiation in zebrafish
斑马鱼肝脏规格和分化的调节机制
  • 批准号:
    7806391
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Mechanisms regulating hepatic specification and differentiation in zebrafish
斑马鱼肝脏规格和分化的调节机制
  • 批准号:
    8450191
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Mechanisms regulating hepatic specification and differentiation in zebrafish
斑马鱼肝脏规格和分化的调节机制
  • 批准号:
    8223151
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Mechanisms regulating hepatic specification and differentiation in zebrafish
斑马鱼肝脏规格和分化的调节机制
  • 批准号:
    8205560
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Mechanisms controlling liver development in zebrafish
控制斑马鱼肝脏发育的机制
  • 批准号:
    7273476
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Mechanisms controlling liver development in zebrafish
控制斑马鱼肝脏发育的机制
  • 批准号:
    6931788
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Mechanisms controlling liver development in zebrafish
控制斑马鱼肝脏发育的机制
  • 批准号:
    7122331
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:

相似国自然基金

单核细胞产生S100A8/A9放大中性粒细胞炎症反应调控成人Still病发病及病情演变的机制研究
  • 批准号:
    82373465
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
成人型弥漫性胶质瘤患者语言功能可塑性研究
  • 批准号:
    82303926
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
MRI融合多组学特征量化高级别成人型弥漫性脑胶质瘤免疫微环境并预测术后复发风险的研究
  • 批准号:
    82302160
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
SERPINF1/SRSF6/B7-H3信号通路在成人B-ALL免疫逃逸中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82300208
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于动态信息的深度学习辅助设计成人脊柱畸形手术方案的研究
  • 批准号:
    82372499
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Computational and neural signatures of interoceptive learning in anorexia nervosa
神经性厌食症内感受学习的计算和神经特征
  • 批准号:
    10824044
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Identifying epigenetic factors in control of epidermal stem cell longevity in the adult skin
识别控制成人皮肤表皮干细胞寿命的表观遗传因素
  • 批准号:
    10723212
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
The Musicality, Hearing and Genetics ("MyHearingG") Project: Experimental, epidemiological, and genomics techniques to explore the role of musicality in hearing health
音乐性、听力和遗传学(“MyHearingG”)项目:通过实验、流行病学和基因组学技术探索音乐性在听力健康中的作用
  • 批准号:
    10731677
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
A Connectomic Analysis of a Developing Brain Undergoing Neurogenesis
正在经历神经发生的发育中大脑的连接组学分析
  • 批准号:
    10719296
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Mechanical signaling through the nuclear membrane in lung alveolar health
通过核膜的机械信号传导影响肺泡健康
  • 批准号:
    10677169
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了