线粒体动力学在铅镉联合致肾小管上皮细胞自噬中的调控作用

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基本信息

  • 批准号:
    31873030
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1809.临床兽医学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The proximal tubular cells are the target sites of renal damage induced by lead and/or cadmium. It has been demonstrated that mitochondria are the key target damaged organelles following lead and/or cadmium exposure. Moreover, mitophagy plays an important role in the process of clearing damaged mitochondria and renewing mitochondria. It is important to note that mitophagy is closely related to mechanism of kidney injury, but the role of mitophagy in lead and/or cadmium-induced renal damage has not been clarified yet. It is known that imbalance of mitochondrial dynamics is a prerequisite for mitophagy, we have previously found that dysfunction of mitochondrial dynamics has been involved in rat proximal tubular (rPT) cells exposed to lead and/or cadmium. Accordingly, we propose here the scientific hypothesis that mitochondrial dynamics may participate in regulating the mitophagy in proximal tubular cells exposed to lead and/or cadmium, and present the following research proposal to validate it. In this study, primary rPT cells will be applied for the in vitro toxicology model. Some portion of primary cells will be treated with either gene overexpression or gene silence technology to make some genes overexpressed or silenced, respectively. Also, some portion of cells will be incubated with specific chemical inhibitors. Then, all of the model cells will be exposed to lead and/or cadmium. After the treatments, expression levels of mitochondrial dynamics proteins will be assessed by immunoblot assays. Moreover, we will investigate the effect of mitochondrial dynamics proteins on mitochondrial morphology, mitochondrial function and the occurrence of mitophagy in lead/cadmium-exposed rPT cells. Next, we will analyze the protein levels of key signaling molecules, mitochondrial translocation of some proteins from cytoplasm, ubiquitination of some proteins, and protein-protein interactions involving in the PINK1/Parkin signaling pathway, also clarify the link between p62 adapter protein and the balance of mitochondrial dynamics. Finally, this study will form the basis of multiple signaling events that demonstrate the role of PINK1/Parkin pathway in the occurrence of mitophagy induced by lead and/or cadmium. This study will elucidate the regulatory role of mitochondrial dynamics in lead and/or cadmium-induced mitophagy of rPT cells, which can provide the theoretical evidence for prevention of nephrotoxicity induced by lead and/or cadmium from the perspective of mitochondrial protection.
肾小管是铅、镉致肾毒性损伤的靶部位。现已证明线粒体是铅镉肾毒性作用的重要靶标,线粒体自噬在受损线粒体清除和线粒体更新过程中发挥关键作用。线粒体动力学(线粒体分裂与融合的动态平衡过程)是维持线粒体功能的重要保障,线粒体动力学改变是线粒体自噬发生的必要条件。课题组前期研究发现铅镉染毒过程中肾小管上皮细胞线粒体的损伤和线粒体自噬现象,但线粒体动力学在此过程中的作用机制尚不明确。因此,本项目提出线粒体动力学参与调控铅镉致肾小管上皮细胞线粒体自噬的发生这一科学假说,开展如下研究:原代大鼠肾小管上皮细胞经基因过表达与沉默技术对特定基因的表达进行正负调控,或经特异性抑制剂处理后,进行铅、镉单独与联合染毒。检测线粒体动力蛋白表达水平,分析动力蛋白对线粒体形态、功能及线粒体自噬发生的影响;检测PINK1/Parkin信号通路中关键信号分子的蛋白表达、线粒体转位、泛素化水平及蛋白互作,分析p62蛋白与线粒体动力学的内在联系,明确该通路在铅镉致肾小管上皮细胞线粒体自噬发生中的作用。预期结果将阐明线粒体动力学在铅镉联合致肾小管上皮细胞自噬中的调控作用,为从线粒体保护的角度防治铅镉的肾毒性提供理论依据。

结项摘要

线粒体自噬是一种重要的线粒体质量控制机制,通过选择性清除受损的线粒体维持细胞内环境的稳定。线粒体自噬与肾损伤机制密切相关,但线粒体自噬在铅镉致肾损伤中的作用尚不明确。线粒体动力学改变是线粒体自噬发生的必要条件,本项目围绕线粒体动力学蛋白参与调控铅镉致肾小管上皮细胞线粒体自噬发生这一科学假说,开展了如下研究:原代大鼠肾小管上皮细胞经基因过表达与沉默技术对特定基因的表达进行正负调控,或经特异性抑制剂处理后,进行铅、镉染毒。检测线粒体动力蛋白表达水平,分析动力蛋白对线粒体形态、功能及线粒体自噬发生的影响;检测PINK1/Parkin信号通路中关键信号分子的蛋白表达、线粒体转位、泛素化水平及蛋白互作,明确该通路在铅镉致肾小管上皮细胞线粒体自噬发生中的作用;检测了p62蛋白与线粒体动力学蛋白Drp1及受损线粒体的互作,分析该蛋白在线粒体自噬发生中的作用。取得如下研究结果:①发现铅镉染毒导致肾小管上皮细胞线粒体动力学稳态失衡,明确了分裂蛋白Drp1、融合蛋白Mfn2是铅镉诱导线粒体断裂和线粒体自噬活化的关键动力学蛋白;②发现铅镉通过活化PINK1/Parkin信号通路促进线粒体自噬,明确了Parkin的线粒体转位促进Mfn2蛋白泛素化是受损线粒体被自噬体识别的关键环节。③发现铅镉诱导p62与Drp1发生蛋白互作,且p62促进携带Drp1的受损线粒体转运至自噬体,进行自噬降解以维持线粒体动力学平衡,明确了p62是受损线粒体转运至自噬体的重要衔接蛋白。本项目明确了铅镉通过诱导线粒体动力学稳态失衡而激活线粒体自噬的分子机制,阐明了PINK1/Parkin信号通路在铅镉活化线粒体自噬中的关键作用,确证了p62在自噬体识别受损线粒体中的衔接作用。本项目从线粒体动力学稳态的角度详细阐明了铅镉活化肾小管上皮细胞线粒体自噬的分子机制,为从线粒体保护的角度防治铅镉的肾毒性提供了重要理论依据。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Activation of PERK-eIF2 alpha-ATF4-CHOP axis triggered by excessive ER stress contributes to lead-induced nephrotoxicity
过度内质网应激触发的 PERK-eIF2 α-ATF4-CHOP 轴激活导致铅诱导的肾毒性
  • DOI:
    10.1016/j.bbamcr.2018.12.002
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Biochimica et Biophysica Acta-Molecular Cell Research
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Wang Min Ge;Fan Rui Feng;Li Wen Hui;Zhang Dong;Yang Du Bao;Wang Zhen Yong;Wang Lin
  • 通讯作者:
    Wang Lin
Glyphosate damages blood-testis barrier via NOX1-triggered oxidative stress in rats: Long-term exposure as a potential risk for male reproductive health
草甘膦通过 NOX1 触发的大鼠氧化应激损害血睾屏障:长期接触对男性生殖健康构成潜在风险
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Environment International
  • 影响因子:
    11.8
  • 作者:
    Liu Jing-Bo;Li Zi-Fa;Lu Lu;Wang Zhen-Yong;Wang Lin
  • 通讯作者:
    Wang Lin
High fat diet-triggered non-alcoholic fatty liver disease: A review of proposed mechanisms
高脂肪饮食引发的非酒精性脂肪肝:对拟议机制的回顾
  • DOI:
    10.1016/j.cbi.2020.109199
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Chemico-Biological Interactions
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Lian Cai-Yu;Zhai Zhen-Zhen;Li Zi-Fa;Wang Lin
  • 通讯作者:
    Wang Lin
Trehalose prevents cadmium-induced hepatotoxicity by blocking Nrf2 pathway, restoring autophagy and inhibiting apoptosis
海藻糖通过阻断 Nrf2 通路、恢复自噬和抑制细胞凋亡来预防镉诱导的肝毒性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Inorganic Biochemistry
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Gong Zhong-Gui;Wang Xin-Yu;Wang Jun-Hong;Fan Rui-Feng;Wang Lin
  • 通讯作者:
    Wang Lin
mTORC1 activation contributes to autophagy inhibition via its recruitment to lysosomes and consequent lysosomal dysfunction in cadmium-exposed rat proximal tubular cells
mTORC1 激活通过招募溶酶体并导致镉暴露大鼠近端肾小管细胞中的溶酶体功能障碍来抑制自噬
  • DOI:
    10.1016/j.jinorgbio.2020.111231
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Inorganic Biochemistry
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Cai-Yu Lian;Heng Yang;Zhen-Zhen Zhai;Zi-Fa Li;Dian-Gang Han;Lin Wang
  • 通讯作者:
    Lin Wang

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其他文献

高度取向ZSM-5分子筛膜的制备及其CO 2 /H 2 分离性能
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.010
  • 发表时间:
    2020-03-12
  • 期刊:
    Chemical communications
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    刘洋;王林;刘黎;王政;张宇;刘艳;邵秀丽;姜南哲;金政伟;焦洪桥
  • 通讯作者:
    焦洪桥
In situ immobilization remediation of heavy metals in contaminated soils: A review
污染土壤中重金属的原位固定化修复:综述
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2024-09-14
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙约兵;王林;徐应明;梁学峰;林大松;李剑睿
  • 通讯作者:
    李剑睿
仮設時に使用可能な地山補強と計測に関する実大規模崩壊実験
临时施工时可使用的与地面加固和测量相关的真实倒塌实验
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    平岡伸隆;吉川直孝;副田尚輝;伊藤和也;笹原克夫;内村太郎;芳賀博文;王林;土佐信一;板山達至
  • 通讯作者:
    板山達至
两电极等离子体高能合成射流流场及其冲量实验研究
  • DOI:
    10.1371/journal.pbio.2004830
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    实验流体力学
  • 影响因子:
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  • 作者:
    张宇;罗振兵;王澈;王林;夏智勋
  • 通讯作者:
    夏智勋
Room-temperature tensile properties of a directionally solidified magnesium alloy and its deformation mechanism dominated by contraction twin and double twin
定向凝固镁合金的室温拉伸性能及其以收缩孪晶和双孪晶为主的变形机制
  • DOI:
    10.1016/j.msea.2017.06.053
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Materials Science and Engineering A
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    林小娉;赵天波;董允;叶杰;樊志斌;谢宏斌;王林
  • 通讯作者:
    王林

其他文献

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王林的其他基金

TFEB调控溶酶体功能在铅镉联合致肾小管上皮细胞自噬抑制中的作用研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
内质网钙稳态在铅镉联合诱导大鼠肾小管上皮细胞凋亡中的作用
  • 批准号:
    31472251
  • 批准年份:
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    面上项目
线粒体途径在铅镉联合诱导大鼠肾小管上皮细胞凋亡中的作用
  • 批准号:
    31101870
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    2011
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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