Role of Polyamines and Hypusine in Nutrient-Induced Beta-Cell Growth and Replication

多胺和马尿苷在营养诱导的 β 细胞生长和复制中的作用

基本信息

  • 批准号:
    9981964
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 58.67万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-05-07 至 2025-04-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

This project is inspired by the premise that signals and substrates extrinsic to the β-cell trigger cell cycle entry, and that reactivation of the cell cycle in β-cells would provide the potential for restoring β-cell mass and function in diabetes. Our published and preliminary data suggest that the translation factor eIF5A functions as an acute response factor that catalyzes translation of specific mRNAs, enabling cellular replication. Strikingly, eIF5A is the only protein containing the unique, polyamine-derived amino acid hypusine, which is required for its function. Hypusine formation occurs posttranslationally and is governed by two rate-limiting enzymes, ornithine decarboxylase (ODC) and deoxyhypusine synthase (DHPS). ODC generates intracellular polyamines from arginine (and indirectly from glutamine, proline, methionine, phenylalanine, leucine), and DHPS utilizes the polyamine spermidine to form hypusine on eIF5A. Collectively, we refer to the ODC/DHPS/eIF5A proteins as belonging to the “polyamine/hypusine pathway.” Because polyamine and hypusine productions can be manipulated by diet and/or small molecules, they represent real-world targets to intervene in β-cell growth and replication. We hypothesize that the pathway that generates polyamines and hypusine links nutritional signals (amino acids, glucose) to mRNA translation to enable adaptive β-cell replication. The strength of this Multi-PI R01 application is the collaborative effort between Drs. R. Mirmira (an expert in the polyamine/hypusine pathway in β-cells) and L. Alonso (an expert in β-cell replication); our Team is uniquely positioned with the relevant expertise, novel conditional knockout mice, and mRNA translation assessment tools to test this hypothesis. We propose the following 3 aims: Aim 1: Elucidate the mechanisms by which the polyamine/hypusine pathway governs adaptive β-cell proliferation in models of obesity and hyperglycemia. Aim 2: Characterize how polyamine biosynthesis functions as a nutrient-activated gatekeeper for the proliferative signal induced by the UPR in β-cells. Aim 3: Reveal an unusual function of eIF5A as a biosensor for amino acid and polyamine supply. We will use a comprehensive toolbox of state-of-the-art imaging and cell biology techniques and novel reagents, including the only collection of ODC/DHPS/eIF5A knockout mice, to reveal a role in β-cell proliferation for an otherwise enigmatic pathway. Therefore, the primary impact of this proposal is the identification and mechanisms of the polyamine/hypusine pathway in rodent and human β-cell replication.
该项目的灵感来自于以下前提:β 细胞的外在信号和底物触发细胞周期进入,并且 β 细胞中细胞周期的重新激活将提供恢复糖尿病中 β 细胞质量和功能的潜力。初步数据表明,翻译因子 eIF5A 作为一种急性反应因子,催化特定 mRNA 的翻译,从而实现细胞复制。引人注目的是,eIF5A 是唯一含有独特的多胺衍生氨基酸的蛋白质。山马氨酸是其功能所必需的,其形成发生在翻译后,并受鸟氨酸脱羧酶 (ODC) 和脱氧山马氨酸合酶 (DHPS) 的控制,从精氨酸(以及间接从谷氨酰胺、脯氨酸、蛋氨酸)生成细胞内多胺。 、苯丙氨酸、亮氨酸)和 DHPS 利用多胺亚精胺形成高尿嘧啶总的来说,我们将 ODC/DHPS/eIF5A 蛋白称为“多胺/亚丁氨酸途径”。因为多胺和亚丁氨酸的产生可以通过饮食和/或小分子来控制,所以它们代表了现实世界的干预目标。我们探索了产生多胺和马尿苷的途径将营养信号(氨基酸、葡萄糖)与 mRNA 翻译联系起来,以实现适应性 β 细胞复制。 Multi-PI R01 应用是 R. Mirmira 博士(β 细胞多胺/马尿苷途径专家)和 L. Alonso(β 细胞复制专家)之间的合作成果;相关专业知识、新型条件敲除小鼠和 mRNA 翻译评估工具来检验这一假设,我们提出以下 3 个目标: 目标 1:阐明多胺/马尿苷途径控制适应性 β 细胞增殖的机制。目标 2:描述多胺生物合成如何作为 β 细胞中 UPR 诱导的增殖信号的营养激活看门人。目标 3:揭示 eIF5A 作为氨基酸和高血糖生物传感器的不寻常功能。我们将使用最先进的成像和细胞生物学技术以及新颖试剂的综合工具箱,包括唯一的集合ODC/DHPS/eIF5A 基因敲除小鼠,揭示了一条神秘途径在 β 细胞增殖中的作用。因此,该提案的主要影响是啮齿动物和人类 β 细胞复制中多胺/马尿苷途径的识别和机制。 。

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 }}

Laura C Alonso其他文献

Laura C Alonso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('Laura C Alonso', 18)}}的其他基金

Research Training in Endocrinology and Metabolism
内分泌学和代谢研究培训
  • 批准号:
    10627311
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 58.67万
  • 项目类别:
Benefits and harms of activating ATF6 in beta cells
激活 β 细胞中 ATF6 的好处和坏处
  • 批准号:
    10608568
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 58.67万
  • 项目类别:
Role of Polyamines and Hypusine in Nutrient-Induced Beta-Cell Growth and Replication
多胺和马尿苷在营养诱导的 β 细胞生长和复制中的作用
  • 批准号:
    10160901
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 58.67万
  • 项目类别:
Role of Polyamines and Hypusine in Nutrient-Induced Beta-Cell Growth and Replication
多胺和马尿苷在营养诱导的 β 细胞生长和复制中的作用
  • 批准号:
    10399647
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 58.67万
  • 项目类别:
Role of Polyamines and Hypusine in Nutrient-Induced Beta-Cell Growth and Replication
多胺和马尿苷在营养诱导的 β 细胞生长和复制中的作用
  • 批准号:
    10613949
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 58.67万
  • 项目类别:
Role of GRP78 in beta cell adaptation in obesity and diabetes
GRP78 在肥胖和糖尿病的 β 细胞适应中的作用
  • 批准号:
    10085817
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 58.67万
  • 项目类别:
ATF6 and the Beta Cell
ATF6 和 Beta 细胞
  • 批准号:
    9376387
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 58.67万
  • 项目类别:
ATF6 and the Beta Cell
ATF6 和 Beta 细胞
  • 批准号:
    9529645
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 58.67万
  • 项目类别:
ATF6 and the Beta Cell
ATF6 和 Beta 细胞
  • 批准号:
    10046903
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 58.67万
  • 项目类别:
Free Fatty Acids, p16 and Pancreatic Beta Cell Proliferation
游离脂肪酸、p16 和胰腺 β 细胞增殖
  • 批准号:
    8271681
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 58.67万
  • 项目类别:

相似国自然基金

支链氨基酸转氨酶1在核心结合因子急性髓细胞白血病中的异常激活与促进白血病发生的分子机制研究
  • 批准号:
    82370178
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48 万元
  • 项目类别:
    面上项目
RAS突变诱导的氨基酸依赖现象在儿童急性淋巴细胞白血病恶性进展中的作用机制与相应靶向治疗研究
  • 批准号:
    82070159
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
急性一氧化碳中毒和治疗过程含硫氨基酸及其衍生物的变化研究
  • 批准号:
    81102295
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Role of Polyamines and Hypusine in Nutrient-Induced Beta-Cell Growth and Replication
多胺和马尿苷在营养诱导的 β 细胞生长和复制中的作用
  • 批准号:
    10160901
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 58.67万
  • 项目类别:
Role of Polyamines and Hypusine in Nutrient-Induced Beta-Cell Growth and Replication
多胺和马尿苷在营养诱导的 β 细胞生长和复制中的作用
  • 批准号:
    10399647
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 58.67万
  • 项目类别:
Role of Polyamines and Hypusine in Nutrient-Induced Beta-Cell Growth and Replication
多胺和马尿苷在营养诱导的 β 细胞生长和复制中的作用
  • 批准号:
    10613949
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 58.67万
  • 项目类别:
Characterization of flavovirus NS4A induced autophagy
黄病毒 NS4A 诱导自噬的表征
  • 批准号:
    9541037
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 58.67万
  • 项目类别:
Endoplasmic Reticulum Stress in Retinal Degeneration
视网膜变性中的内质网应激
  • 批准号:
    8468003
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 58.67万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了