Role of Lipoprotein Assembly in Maternal-Fetal Transport of Beta-Carotene
脂蛋白组装在 β-胡萝卜素母胎转运中的作用
基本信息
- 批准号:9913384
- 负责人:
- 金额:$ 37.66万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-04-12 至 2024-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AdultAffectAnabolismAnimal ModelApolipoproteins BBeta CaroteneBiological AssayBiological ProcessBlood CirculationCarotenoidsCellsCleaved cellCongenital AbnormalityDataDeveloped CountriesDeveloping CountriesDevelopmentDietDietary ComponentDietary PracticesDoseElementsEmbryoEmbryonic DevelopmentEventFetal healthFetusGenerationsGenetic TranscriptionHNF4A geneHealthHumanIn VitroIncidenceIntakeInterventionIntraperitoneal InjectionsKnowledgeLinkLipoproteinsMediatingMetabolismMicronutrientsMolecularMothersMusNutrientOxidesOxygenasesPlacentaPregnancyPregnant WomenPremature BirthProductionPublic HealthPublishingRegulationReporterRetinaldehydeRetinoidsRiskRoleSmall Interfering RNASourceTimeTretinoinVitamin AVitamin A DeficiencyVitaminsWorkbasechromatin immunoprecipitationembryo tissueenhancing factorfetalhuman modelin vivoinhibitor/antagonistinsightintervention programknock-downmicrosomal triglyceride transfer proteinmouse modelnovelpromotertranscription factortrophoblast
项目摘要
Embryonic vitamin A deficiency or excess have been linked to congenital defects in humans and animal models, owing to the defective transcriptional action of retinoic acid (RA), the active form of vitamin A, during embryogenesis. β-carotene (BC) is the most abundant dietary vitamin A precursor. In the embryo, BCO1 cleaves intact BC, from the maternal circulation, to generate retinaldehyde, which is then oxidized to RA. Asymmetric cleavage of BC by BCO2, generates β-apo-10'-carotenal (apo10AL) which can serve as a precursor of retinoids (vitamin A and its derivatives), but also antagonize RA action. Our data suggest that lipoproteins synthesized within placenta mediate the transfer of BC towards the fetus. We hypothesize that apo10AL, generated in placenta by BCO2 from BC, upregulates microsomal triglyceride transfer protein (Mttp; MTP) through HNF4α and/or COUP-TFs, by antagonizing the action of RA. We propose three Specific Aims to understand the molecular mechanisms of BC placental-fetal transfer under a normal maternal vitamin A status. Aim 1. To investigate in vivo the regulation of placental lipoprotein biosynthesis by apo10AL and RA. We will assess placental carotenoids and retinoids levels and metabolism, and lipoprotein biosynthesis in WT, Bco1-/- and Bco2-/- mice. Aim 1A: To define the molecular events related to carotenoid metabolism and lipoprotein production that occur in placenta after a single maternal administration of BC. Dams will be sacrificed at various time points post-BC administration (at 13.5 dpc, by IP injection). Aim 1B: To establish the effects of a single maternal BC administration at various times during gestation on the molecular events related to carotenoid metabolism and lipoprotein production. Dams will be administered BC at various times during gestation and sacrificed after 4 and 24 h. Aim 2. To establish that placenta MTP deficiency abrogates accumulation of embryonic BC after its administration to the mother. A mouse model with placental-specific inactivation of Mttp will be used. Dams will be sacrificed 4 and 24 h after BC administration at 13.5 dpc, and placentas analyzed as in Aim 1. Aim 3. To investigate in vitro the regulation of human placental lipoprotein biosynthesis by apo10AL and RA. In this Aim, we will expand our studies to human models. Aim 3A: To study the apo10AL-mediated regulation of MTP function in human placenta explants and Bewo cells. We will: (i) determine the time course and dose-dependent effect of BC, apo10AL and RA on carotenoid and retinoid metabolism and lipoprotein biosynthesis; (ii) inactivate MTP by siRNA or an MTP inhibitor and (iii) Bco1 and Bco2 by siRNA; (iv) study the competing effects of apo10AL and RA on MTP expression. Aim 3B: To identify the cis-elements in the Mttp promoter and the transcription factors required for apo10AL-mediated increase in Mttp transcription. Promoter reporter assays, transcription factors knockdown, and ChIP assays will establish how placental Mttp expression is regulated by apo10AL through HNF4a and/or COUP-TFs.
胚胎维生素 A 缺乏或过量与人类和动物模型的先天性缺陷有关,这是由于视黄酸 (RA)(维生素 A 的胚胎活性形式)在发生过程中的转录作用有缺陷。胚胎中最丰富的膳食维生素 A 前体,BCO1 从母体循环中裂解完整的 BC,生成视黄醛,然后通过不对称裂解将 BC 氧化为 RA。 BCO2 生成 β-apo-10'-胡萝卜素 (apo10AL),它可以作为类维生素A(维生素 A 及其衍生物)的前体,但也可以拮抗 RA 作用。我们的数据表明,胎盘内合成的脂蛋白介导 BC 向 BC 的转移。我们勇敢地面对来自 BC 的 BCO2 在胎盘中产生的 apo10AL,它可以上调微粒体甘油三酯转移蛋白。 (Mttp;MTP)通过 HNF4α 和/或 COUP-TF,通过拮抗 RA 的作用,我们提出了三个具体目标来了解正常母体维生素 A 状态下 BC 胎盘-胎儿转移的分子机制。体内 apo10AL 和 RA 对胎盘脂蛋白生物合成的调节 我们将评估胎盘类胡萝卜素和类视黄醇水平和代谢,以及WT、Bco1-/- 和 Bco2-/- 小鼠中的脂蛋白生物合成 目标 1A:确定在单次母体施用 BC 后胎盘中发生的与类胡萝卜素代谢和脂蛋白产生相关的分子事件。 BC 给药后的点(13.5 dpc,通过腹腔注射) 目标 1B:确定妊娠期间不同时间单次母体 BC 给药的影响。与类胡萝卜素代谢和脂蛋白产生相关的分子事件将在妊娠期间的不同时间对母鼠施用BC,并在4小时和24小时后处死。目的2.确定胎盘MTP缺陷消除了母体施用后胚胎BC的积累。将在 13.5 dpc 施用 BC 后 4 小时和 24 小时处死具有 Mttp 胎盘特异性灭活的小鼠模型。目标 1. 目标 3. 体外研究 apo10AL 和 RA 对人胎盘脂蛋白生物合成的调节作用。 在这个目标中,我们将研究扩展到人类模型。目标 3A:研究 apo10AL 介导的调节。我们将:(i) 确定 BC、apo10AL 和 的时间进程和剂量依赖性效应。 RA 对类胡萝卜素和类维生素A 代谢和脂蛋白生物合成的影响;(ii) 通过 siRNA 或 MTP 抑制剂灭活 MTP,以及 (iii) 通过 siRNA 灭活 Bco1 和 Bco2;(iv) 研究 apo10AL 和 RA 对 MTP 表达的竞争作用:鉴定 Mttp 启动子中的顺式元件以及 apo10AL 介导的 Mttp 转录增加所需的转录因子。启动子报告基因检测、转录因子敲低和 ChIP 检测将确定 apo10AL 如何通过 HNF4a 和/或 COUP-TF 调节胎盘 Mttp 表达。
项目成果
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