Regulation and function of mitochondrial calcium uniporter in the heart
心脏线粒体钙单转运蛋白的调节和功能
基本信息
- 批准号:10705327
- 负责人:
- 金额:$ 73.56万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-09-23 至 2024-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AcuteAdultBiologyBirthCREB1 geneCa(2+)-Calmodulin Dependent Protein KinaseCalciumCardiacCardiac MyocytesCause of DeathCell DeathCell SurvivalCell physiologyCellsCessation of lifeChronic stressComplexConflict (Psychology)CouplesCouplingDataEnergy MetabolismEnzymesExhibitsFunctional disorderGene ExpressionGenetic TranscriptionGoalsHealthcareHeartHeart DiseasesHeart HypertrophyHeart MitochondriaHeart failureHomeostasisImpairmentKnock-outKnockout MiceKnowledgeLymphocyteMediatingMedicineMetabolicMitochondriaMitochondrial ProteinsMolecularMusMyocardial dysfunctionNuclear TranslocationOxidation-ReductionOxidative StressPathologicPathway interactionsPerformancePerinatalPhenotypePlayProteinsPumpReactive Oxygen SpeciesRegulationRenaissanceReperfusion InjuryReportingResearchRespirationRoleSeminalSignal TransductionSiteStressStructure of thyroid parafollicular cellTestingTissuesTranscriptional RegulationTreatment FailureUncertaintyUnited StatesUp-Regulationbasebeta-adrenergic receptorcalcium uniportercalmodulin-dependent protein kinase IIdisease phenotypedruggable targetgain of functionloss of functionmitochondrial permeability transition porenovelpressurepreventsensortooluptake
项目摘要
Summary
Heart failure is the leading cause of death and a huge burden on health care in the United States. Recently,
impaired energy metabolism has emerged as a key contributor to the failure of the heart’s pumping function, and
new breakthroughs in metabolic research and mitochondrial biology have been reported. One of the key
mechanisms for regulating mitochondrial function in the beating heart is calcium uptake through mitochondrial
calcium uniporter (MCU). Surprisingly, MCU knockout mice exhibited normal phenotype, heart performance and
mitochondrial function, indicating that MCU is dispensable in the normal heart. Pathological significance of MCU
or mitochondrial calcium in the hypertrophic and failing heart is also elusive and highly debated. Finally, how
MCU gene expression is regulated in the heart remains unexplored. These gaps in knowledge diminished the
initial excitement ignited by the discovery of the molecular identity of MCU. Our promising preliminary results
show that MCU expression is high in perinatal heart and in the chronically stressed adult heart via transcriptional
regulation by calcium-calmodulin dependent protein kinase II δB (CaMKIIδB). Loss-of-function and gain-of-
function approaches reveal that MCU plays a compensatory role in heart hypertrophy and dysfunction through
modulating cytosolic calcium and cell death pathways. Unexpectedly, knockout MCU during the perinatal stage
worsened pressure overload-induced heart dysfunction in adult mice. Based on these results, we hypothesize
that MCU expression is strategically enhanced in the perinatal heart and in the stressed adult heart to ameliorate
pathological heart remodeling. We will test this hypothesis in three Specific Aims. We will determine the
molecular mechanisms by which CaMKIIδB regulates MCU gene expression. We will answer why cardiac
hypertrophy and dysfunction are alleviated by MCU upregulation but aggravated by MCU inhibition. Furthermore,
we will investigate the regulation of MCU in perinatal heart and how MCU limits pressure overload-induced
dysfunction in the adult heart. Results of this study will depict a full mechanism by which MCU gene expression
is fine tuned in the heart. This study also aims to uncover novel roles of MCU in perinatal heart and in the
hypertrophic adult heart that counteract cardiac remodeling induced by multiple stresses.
概括
最近,心力衰竭是美国的首要死亡原因,也是医疗保健的巨大负担。
能量代谢受损已成为心脏泵血功能衰竭的一个关键因素,并且
代谢研究和线粒体生物学的新突破已被报道,其中关键之一。
调节跳动心脏中线粒体功能的机制是通过线粒体吸收钙
令人惊讶的是,MCU 敲除小鼠表现出正常的表型、心脏功能和功能。
线粒体功能,表明MCU在正常心脏中是可有可无的。
肥厚和衰竭心脏中的线粒体钙也难以捉摸并且备受争议。
MCU 基因表达在心脏中的调节仍未得到探索。
MCU 分子特性的发现激发了我们最初的兴奋。
表明 MCU 通过转录在围产期心脏和长期应激的成年心脏中表达较高
钙调蛋白依赖性蛋白激酶 II δB (CaMKIIδB) 的功能丧失和增强的调节。
功能方法表明,MCU 通过以下方式在心脏肥大和功能障碍中发挥代偿作用:
意想不到的是,在围产期敲除 MCU。
加剧了成年小鼠压力超负荷引起的心脏功能障碍 根据这些结果,我们陷入了困境。
MCU 表达在围产期心脏和应激的成人心脏中得到战略性增强,以改善
我们将在三个具体目标中检验这一假设。
CaMKIIδB 调节 MCU 基因表达的分子机制我们将回答为什么心脏。
MCU 上调可减轻肥大和功能障碍,但 MCU 抑制会加剧肥大和功能障碍。
我们将研究MCU对围产期心脏的调节以及MCU如何限制压力超负荷引起的
这项研究的结果将描述 MCU 基因表达的完整机制。
这项研究还旨在揭示 MCU 在围产期心脏和心脏中的新作用。
肥大的成人心脏可以抵消多种应激引起的心脏重塑。
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 }}
Wang Wang其他文献
Wang Wang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('Wang Wang', 18)}}的其他基金
Mitochondrial Respiration and Superoxide Production in Healthy and Failing Heart
健康和衰竭心脏中的线粒体呼吸和超氧化物产生
- 批准号:
8520390 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 73.56万 - 项目类别:
Mitochondrial Respiration and Superoxide Production in Healthy and Failing Heart
健康和衰竭心脏中的线粒体呼吸和超氧化物产生
- 批准号:
8341677 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 73.56万 - 项目类别:
Mitochondrial Respiration and Superoxide Production in Healthy and Failing Heart
健康和衰竭心脏中的线粒体呼吸和超氧化物产生
- 批准号:
8656807 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 73.56万 - 项目类别:
Mitochondrial Respiration and Superoxide Production in Healthy and Failing Heart
健康和衰竭心脏中的线粒体呼吸和超氧化物产生
- 批准号:
9037700 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 73.56万 - 项目类别:
相似国自然基金
高效合成人参皂苷CK的酵母细胞工厂的研究
- 批准号:21672228
- 批准年份:2016
- 资助金额:30.0 万元
- 项目类别:面上项目
基于IVIM-DWI的成人肾脏肿瘤影像生物学标记及其病理学基础研究
- 批准号:81471641
- 批准年份:2014
- 资助金额:72.0 万元
- 项目类别:面上项目
成人上呼吸道感染病人中人冠状病毒病原谱及生物学特性研究
- 批准号:81100062
- 批准年份:2011
- 资助金额:20.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
儿童期不良经历致成人后自杀意念的分子神经生物学机制
- 批准号:30671815
- 批准年份:2006
- 资助金额:28.0 万元
- 项目类别:面上项目
成人腹泻轮状病毒的分子生物学
- 批准号:38670283
- 批准年份:1986
- 资助金额:4.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
The developmental pathway of fetal-derived B cells
胎儿来源的 B 细胞的发育途径
- 批准号:
10735381 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 73.56万 - 项目类别:
Microbial adaptation of Pseudomonas lipid A structure in CF airway disease progress
假单胞菌脂质 A 结构在 CF 气道疾病进展中的微生物适应
- 批准号:
10722599 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 73.56万 - 项目类别:
Developing a Synthetic Adeno-Associated Virus (AAV) for Engineering Safer Gene Therapies
开发合成腺相关病毒(AAV)以设计更安全的基因疗法
- 批准号:
10629902 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 73.56万 - 项目类别: