虫草素靶向PDK2调控MG代谢重编程介导AD神经元保护作用的机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81901309
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.5万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0912.神经退行性变及相关疾病
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Microglial metabolic reprogramming is related to its mediated neuro-immune microenvironment and participates in the pathogenesis and development of AD. It was found that cordycepin improved the learning and memory impairment in APP/PS1 mice by inhibiting Aβ deposition and neuronal apoptosis, which was associated with the induction of MG-M2 polarization and maintenance of mitochondrial homeostasis, accompanied by the down-regulation of PDK2 expression; cordycepin could increase LPS+Aβ-induced OCR in BV2, and promote MG-M2 polarization and neuronal survival in AD. Informatics predicted that cordycepin could combine with PDK2 at the sites of Ala251, Glu254 and Asp282, suggesting that PDK2-mediated metabolic reprogramming was involved in the protective effect of cordycepin-induced MG-M2 polarization in AD, but it needs to be confirmed. In this project, taking the microglial phenotype switch mediated by metabolic reprogramming as the breakthrough point, to investigate the correlation between metabolic reprogramming and cordycepin-induced MG-M2 polarization, to confirm that PDK2 was regulated by cordycepin-induced metabolic reprogramming and MG-M2 polarization, to clear the binding mode and key sites between cordycepin and PDK2, to elucidate the molecular mechanism by which cordycepin targeting PDK2-mediated microglial metabolic reprogramming and MG-M2 polarization to protect neurons in AD, and this study will provide new targets and novel strategies for AD therapy and the development of anti-AD drugs.
MG代谢重编程与其介导的神经免疫微环境相关,参与AD发生发展。申请者发现:虫草素通过抑制Aβ沉积和神经元凋亡改善APP/PS1小鼠学习记忆障碍与诱导MG-M2极化及维持线粒体稳态相关,伴有PDK2表达下调;虫草素可提高LPS+Aβ诱导的BV2的OCR,促进MG-M2极化和AD神经元存活。信息学预测发现虫草素可与PDK2关键位点Ala251、Glu254和Asp282结合,提示PDK2介导代谢重编程参与虫草素诱导MG-M2极化发挥AD神经元保护作用,但尚需研究证实。本项目以代谢重编程介导的MG表型转化为切入点,考察代谢重编程与虫草素诱导MG-M2极化的相关性,明确PDK2在虫草素调控代谢重编程和MG-M2极化中的作用,确认虫草素与PDK2关键位点结合的作用方式,阐明虫草素靶向PDK2调控MG代谢重编程介导MG-M2极化发挥AD神经元保护作用的分子机制,为AD治疗和新药研发提供新靶点和新策略。

结项摘要

小胶质细胞(MG)介导的神经炎性微环境,特别是其M1/M2表型转化和线粒体能量代谢重编程,对阿尔茨海默病(AD)进程中神经元的最终命运归属发挥决定性作用,与AD发生发展密切相关,而线粒体代谢重编程在MG-M1/M2表型转化中的作用有待阐明。本研究聚焦于探究线粒体重编程与MG-M1/M2表型转化的联动效应在AD中的作用及虫草素的抗AD作用及机制,首次发现有氧代谢水平降低介导的线粒体能量代谢失衡可诱导MG-M1极化,是引发AD神经炎性微环境导致神经元损伤的关键环节。而虫草素具有改善APP/PS1小鼠学习记忆功能的抗AD作用,与其促进MG-M2极化,恢复线粒体稳态,进而增加AD神经元存活有关。具体来说,我们应用线粒体分离联合LC-MS/MS技术明确虫草素可分布于线粒体,阐明虫草素与丙酮酸脱氢酶激酶同工酶2(PDK2)靶向结合上调有氧代谢途径中的OCR水平和葡萄糖消耗,诱导IL-1β等M1表型相关炎性因子表达明显降低,而Arg-1等M2表型相关因子表达增加,从而促进神经元存活。本研究为揭示代谢重编程和MG-M1/M2表型转化的联动效应与AD神经保护作用的相关性提供了新思路,也为研发虫草素作为新型治疗AD的候选药物奠定了实验基础。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Cordycepin exacerbates cadmium-induced neurotoxicity via promoting endoplasmic reticulum stress-associated apoptosis
虫草素通过促进内质网应激相关细胞凋亡加剧镉诱导的神经毒性
  • DOI:
    10.1016/j.jff.2022.104935
  • 发表时间:
    2022-01-06
  • 期刊:
    JOURNAL OF FUNCTIONAL FOODS
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Du, Ke;Zheng, Xi;Liu, Mingyan
  • 通讯作者:
    Liu, Mingyan
Association of Circulating Apolipoprotein AI Levels in Patients With Alzheimer's Disease: A Systematic Review and Meta-Analysis.
阿尔茨海默病患者循环载脂蛋白 AI 水平的关联:系统评价和荟萃分析
  • DOI:
    10.3389/fnagi.2022.899175
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Frontiers in aging neuroscience
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
  • 通讯作者:
Natural products as pharmacological modulators of mitochondrial dysfunctions for the treatments of Alzheimer's disease: A comprehensive review
天然产物作为线粒体功能障碍的药理调节剂用于治疗阿尔茨海默病:全面综述
  • DOI:
    10.1016/j.ejmech.2021.113401
  • 发表时间:
    2021-04-05
  • 期刊:
    EUROPEAN JOURNAL OF MEDICINAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Jin, Xin;Guo, Jia-Ling;Liu, Ming-Yan
  • 通讯作者:
    Liu, Ming-Yan
Cordycepin improved neuronal synaptic plasticity through CREB-induced NGF upregulation driven by MG-M2 polarization: a microglia-neuron symphony in AD
虫草素通过 MG-M2 极化驱动的 CREB ​​诱导的 NGF 上调改善神经元突触可塑性:AD 中的小胶质细胞-神经元交响曲
  • DOI:
    10.1016/j.biopha.2022.114054
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
    Biomed Pharmacother
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Linchi Jiao;Zhihua Yu;Xin Zhong;Weifan Yao;Lijuan Xing;Guowei Ma;Jiajia Shen;Yuqiang Wu;Ke Du;Junxiu Liu;Junhui Tong;Jia Fu;Minjie Wei;Mingyan Liu
  • 通讯作者:
    Mingyan Liu

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其他文献

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  • 通讯作者:
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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

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          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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