脑神经网络调控白色脂肪米色化与能量代谢稳态的机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81870590
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0709.能量代谢调节异常与肥胖
  • 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

Neural networks centrally control the metabolic homeostasis. We found that PKA-RIIβ signaling in hypothalamic GABAergic neurons regulates the lipid metabolism. We created the RIIβ knockout mice, the mice are lean by 50% adiposity reduction, resistant to high-fat-food induced obesity and fatty liver, resistant to type II diabetes, and have longer life span. We found that the deficiency of PKA-RIIβ subunit in hypothalamic GABAergic neural network confers these phenotypes; however, the molecular and neural mechanisms are unknown. Recently, we further found that the mice exhibit elevated expressions of adipocytic beige markers, which contribute to the raised thermogenesis and basal metabolic rate, indicating the hypothalamic PKA signaling is involved in the regulation of the beigeing of white adipose tissue. Notably, the high levels of beigeing promoted by neural signals were observed in mice and human, which contribute to the healthy metabolic phenotypes. Therefore, based on the PKA signaling in hypothalamic neural networks, we plan to decipher the molecular and neural mechanism underlying the beigeing of white adipose tissue, utilizing our newly developed genetically engineered mutants for enzymatic study and translatomic technology, in conjunction with nerve tracing, optogenetics, pharmacogenetics, and translational medicine. This study will be helpful to understand the mechanism controlling the lipid metabolism and advantageous to the new drug discovery targeted to enzyme, it also will provide a new approach for the treatment of metabolic diseases and obesity.
脑神经网络调控能量代谢稳态。我们发现,下丘脑GABA能神经元PKA-RIIβ信号参与脂类代谢中枢调控。我们构建了PKA-RIIβ亚基敲除小鼠,其表型为:低脂(总脂肪为正常值50%)、抗击高脂饮食性肥胖、抵抗二型糖尿病、抵抗脂肪肝、及寿命延长等;而下丘脑GABA能神经元RIIβ缺失导致以上表型,但神经通路与分子机制不明。最近,我们进一步发现:该小鼠白色脂肪米色化因子表达激增、基础代谢率与产热量增加,提示下丘脑GABA能神经元PKA信号参与脂肪米色化调控;而且,神经源性脂肪米色化,存在于小鼠与人类,可能是健康代谢表型关键机制之一。本项目将以PKA-RIIβ信号为线索、解析下丘脑神经元网络、利用我们新研发的基因工程酶学技术与特异翻译组学技术、结合神经示踪、化学遗传等技术、兼顾转化医学研究策略,共同阐明白色脂肪米色化的神经与分子机理,并尝试酶类靶点新药研发、为肥胖等代谢疾病防治提供新途径。

结项摘要

本项目的研究背景:脑神经网络调控能量代谢稳态;我们前期工作发现,下丘脑GABA能神经元PKA-RIIβ信号参与脂类代谢中枢调控;我们构建了PKA-RIIβ亚基敲除小鼠,其表型为:低脂(总脂肪为正常值50%)、抗击高脂饮食性肥胖、抵抗二型糖尿病、抵抗脂肪肝、及寿命延长等;而下丘脑GABA能神经元RIIβ缺失导致以上表型,但神经通路与分子机制不明。主要研究内容:我们发现该小鼠白色脂肪米色化因子表达激增、基础代谢率与产热量增加,因此,本项目聚焦研究下丘脑GABA能神经元PKA信号参与脂肪米色化调控机制。重要结果及关键数据:我们在本研究中发现:下丘脑背内侧核γ-氨基丁酸(GABA)能神经元RIIβ-PKA信号对脂肪组织褐变的调控机制,揭示了PKA发挥脂代谢稳态调控作用的特异脑神经结构与相关分子组学机理,明确了下丘脑背内侧核GABA能神经元PKA活性降低、及其所引起的GABA能神经元活性增强,是白色脂肪组织褐变的重要驱动因素。本研究的科学意义在于丰富了PKA调控脂代谢稳态的中枢神经机制,为肥胖的预防和治疗提供了新参考。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Leptin signaling and leptin resistance
瘦素信号传导和瘦素抵抗
  • DOI:
    10.1515/mr-2022-0017
  • 发表时间:
    2022-08
  • 期刊:
    Walter de Gruyter GmbH
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Liu, Jiarui;Lai, Futing;Hou, Yujia;Zheng, Ruimao
  • 通讯作者:
    Zheng, Ruimao
RII β ‐PKA in GABAergic Neurons of Dorsal Median Hypothalamus Governs White Adipose Browning
下丘脑背正中 GABA 能神经元中的 RII β – PKA 控制白色脂肪褐变
  • DOI:
    10.1002/advs.202205173
  • 发表时间:
    2023-02
  • 期刊:
    Advanced Science
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Wang, Bingwei;Zhao, Miao;Su, Zhijie;Jin, Baohua;Yang, Xiaoning;Zhang, Chenyu;Guo, Bingbing;Li, Jiebo;Hong, Weili;Liu, Jiarui;Zhao, Yun;Hou, Yujia;Lai, Futing;Zhang, Wei;Qin, Lihua;Zhang, Weiguang;Luo, Jianyuan;Zheng, Ruimao
  • 通讯作者:
    Zheng, Ruimao
Celastrol prevents high‐fat diet‐induced obesity by promoting white adipose tissue browning
雷公藤红素通过促进白色脂肪组织褐变来预防高脂肪饮食诱发的肥胖
  • DOI:
    10.1002/ctm2.641
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
    Clinical and Translational Medicine
  • 影响因子:
    10.6
  • 作者:
    Wang B;Yang X;Zhao M;Su Z;Hu Z;Zhang C;Guo B;Liu J;Qin L;Zhang W;Zheng R
  • 通讯作者:
    Zheng R
Obesity-Associated Anxiety Is Prevalent among College Students and Alleviated by Calorie Restriction.
与肥胖相关的焦虑在大学生中普遍存在,热量限制可以缓解这种焦虑。
  • DOI:
    10.3390/nu14173518
  • 发表时间:
    2022-08-26
  • 期刊:
    MDPI AG
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wang, Junbo;Ran, Xinyi;Ye, Jinchen;Deng, Run;Dang, Weimin;Fan, Yangyi;Hu, Zhiping;Yang, Lei;Dong, Wentian;Lv, Yifei;Lin, Kunzhan;Li, Maoran;Jiang, Yuhe;Zheng, Ruimao
  • 通讯作者:
    Zheng, Ruimao

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其他文献

纹状体神经通路与运动调控
  • DOI:
    10.1109/tpwrs.2013.2288418
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    生理科学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王炳蔚;杨晓宁;张辰雨;陈重九;祝世功;郑瑞茂
  • 通讯作者:
    郑瑞茂
纹状体神经通路与运动调控
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    生理科学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王炳蔚;杨晓宁;张辰雨;陈重九;祝世功;郑瑞茂
  • 通讯作者:
    郑瑞茂
肺微循环——新发现的血小板产生地点
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    生理科学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐致恒;郑瑞茂
  • 通讯作者:
    郑瑞茂
醉茄素A通过诱导白色脂肪组织褐变抵御高脂饮食诱导的肥胖
  • DOI:
    10.16098/j.issn.0529-1356.2020.04.017
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    解剖学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭冰冰;王炳蔚;苏志洁;张辰雨;赵淼;王俊博;郑瑞茂
  • 通讯作者:
    郑瑞茂
中枢白细胞介素-1介导束缚应激
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国病理生理杂志2004, 20(3): 322-325
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郑瑞茂;安志波;卢浩;祝世功*
  • 通讯作者:
    祝世功*

其他文献

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郑瑞茂的其他基金

下丘脑DMH-GABA能神经元与肝脏及脂肪组织轴代谢协同调控机制研究
  • 批准号:
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    2021
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    55 万元
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下丘脑PKA-RIIβ信号通路调控脂肪组织褐变的机制研究
  • 批准号:
    81670779
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
PKA-RIIβ信号通路在下丘脑GABA能神经元参与调控瘦素敏感性的机制研究
  • 批准号:
    81471064
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    73.0 万元
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    面上项目

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相似海外基金

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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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