时钟基因Per1介导的钙循环紊乱在糖尿病心肌缺血再灌注易损性增加中的机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81901947
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H1602.器官功能衰竭与支持
  • 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

Diabetic myocardium are more susceptible to ischemia reperfusion injury (IRI). The latest studies suggest that circadian genes are essential mechanisms involved in the regulation of the myocardial IRI. Our preliminary study found that the expression of core circadian gene Per1 reached the peak value during the sleep-awake transition period (S-A period) in diabetic heart, and the peak value was significantly higher than non-diabetes. Per1 RNAi treatment alleviate hypoxia reoxygenation injury under high glucose condition, however, the underlying mechanism remains unclear. Orderly uptaking calcium ions from cytoplasm to sarcoplasmic reticulum by calcium pump SERCA2a is the basis of calcium cycling and myocardial relaxation. The calcium cycling disorder caused by diabetic myocardial calcium pump SERCA2a dysfunction aggravate IRI and may be related to circadian gene regulation. Our further preliminary study showed that SERCA2a activity in diabetic myocardium reached the bottom during the S-A period. While Per1 RNAi restored SERCA2a activity and improved sarcoplasmic reticulum calcium uptake ability. Accordingly, we speculate that circadian gene Per1 induces calcium cycling disorder by impairing SERCA2 plays a key role in increased vulnerability to myocardial IRI in diabetes. In this proposal, we will use in vivo and in vitro models to investigate the mechanism of Per1 mediated calcium cycling disorder in increased vulnerability to IRI in diabetic hearts and may help facilitate the development of potential and novel therapies or primary intervention in combating ischemic heart disease in diabetes.
糖尿病心肌更不易耐受缺血再灌注损伤(IRI)。新近发现,时钟基因是参与调控心肌IRI病程的重要机制。我们前期发现糖尿病心肌中核心时钟基因Per1在睡眠-觉醒过渡期(S-A期)达到昼夜峰值,且较非糖尿病显著升高;而沉默Per1可减轻高糖缺氧复氧损伤,但其机制未明。肌质网钙泵SERCA2a有序回收钙离子是心肌钙循环及舒缩的基础,糖尿病心肌SERCA2a功能障碍致钙循环紊乱是IRI加重的关键,并可能受时钟基因调控。预实验显示,糖尿病心肌SERCA2a活性在S-A期达到昼夜最低;而沉默Per1可恢复SERCA2a活性,提高肌质网钙回收能力。据此,我们推测:糖尿病心肌Per1调控SERCA2a节律异常,进而介导钙循环紊乱是IRI加重的关键机制之一。本项目通过糖尿病大鼠在体及离体实验,探讨Per1介导的钙循环紊乱在糖尿病心肌IRI易损性增加中的机制,为糖尿病心肌损伤的防治和干预时机提供新策略。

结项摘要

糖尿病心肌更不易耐受缺血再灌注损伤(IRI),糖尿病心肌SERCA2a功能障碍致钙循环紊乱是IRI加重的关键,并可能受时钟基因调控,但详细机制未明。我们的研究阐明了糖尿病心肌中,时钟基因Per1通过调控O-连接糖基化相关酶介导的SP1糖基化,转录层面抑制Serca2a的表达,是糖尿病心肌缺血再灌注易损性增加的新机制。我们的结果表明:(1)不同时间点抽提心脏组织 mRNA,高通量测序并分析,Per1 KO小鼠心脏多个时钟基因控制基因(CCGs)失去昼夜节律性;(2)在Per1 KO的糖尿病大鼠中实现心肌组织特异性过表达Per1,过表达Per1能够改善糖尿病小鼠的心功能,提高左心室的射血分数;(3)Per1可直接调节O-连接糖基化相关酶活性的昼夜节律,转录因子SP1糖基化能够负性调节Serca2a的表达,同时降低糖尿病心肌的心功能;(4)我们构建并转染Sp1糖基化位点的突变体,证实时钟基因Per1通过调节Sp1的糖基化,进而影响Serca2a的转录,是时钟基因介导的糖尿病心脏钙循环紊乱的机制之一。基于上述研究结果,以期为糖尿病心脏缺血/再灌注损伤的防治提供有效的治疗靶点。

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(0)
Minimized glycemic fluctuation decreases the risk of severe illness and death in patients with COVID-19
最大限度地减少血糖波动可降低 COVID-19 患者患重病和死亡的风险
  • DOI:
    10.1002/jmv.26584
  • 发表时间:
    2021-02-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF MEDICAL VIROLOGY
  • 影响因子:
    12.7
  • 作者:
    Leng, Yan;Chen, Ming;Liu, Miao
  • 通讯作者:
    Liu, Miao
The mitochondria-targeted antioxidant MitoQ ameliorates myocardial ischemia-reperfusion injury by enhancing PINK1/Parkin-mediated mitophagy in type 2 diabetic rats
线粒体靶向抗氧化剂 MitoQ 通过增强 PINK1/Parkin 介导的线粒体自噬来改善 2 型糖尿病大鼠的心肌缺血再灌注损伤
  • DOI:
    10.1007/s12192-022-01273-1
  • 发表时间:
    2022-04-15
  • 期刊:
    CELL STRESS & CHAPERONES
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Ji, Yelong;Leng, Yan;Xia, Zhongyaun
  • 通讯作者:
    Xia, Zhongyaun
Inhibition of DNMT-1 alleviates ferroptosis through NCOA4 mediated ferritinophagy during diabetes myocardial ischemia/reperfusion injury.
糖尿病心肌缺血/再灌注损伤期间,抑制 DNMT-1 通过 NCOA4 介导的铁蛋白自噬减轻铁死亡
  • DOI:
    10.1038/s41420-021-00656-0
  • 发表时间:
    2021-09-29
  • 期刊:
    Cell death discovery
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    Li W;Li W;Wang Y;Leng Y;Xia Z
  • 通讯作者:
    Xia Z
高糖致心肌微血管内皮细胞损伤时SIRT1与STAT3乙酰化的关系
  • DOI:
    10.3760/cma.j.cn131073.20210116.00309
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中华麻醉学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张爱宁;吴科帆;张艺;季烨龙;熊永红;冷燕;夏中元
  • 通讯作者:
    夏中元

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其他文献

基于树干解析的高山松天然林单木木材生物量生长模型
  • DOI:
    10.16768/j.issn.1004-874x.2017.01.010
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    广东农业科学
  • 影响因子:
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  • 作者:
    魏安超;熊河先;胥辉;李超;闾妍宇;张博;冷燕;欧光龙
  • 通讯作者:
    欧光龙
糖尿病对心肌时钟基因Bmal1/Per2昼夜表达影响的研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    医学综述
  • 影响因子:
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  • 作者:
    黄琴;夏中元;雷少青;冷燕;施思;邱珍
  • 通讯作者:
    邱珍
思茅松天然林林分胸径多样性的区域差异研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    西南林业大学学报(自然科学)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    冷燕;欧光龙;李超;闾妍宇;吴文君;黄明泉;胥辉
  • 通讯作者:
    胥辉
组蛋白去乙酰化酶抑制剂介导的Akt/Gsk3β通路激活在糖尿病大鼠心肌缺血再灌注损伤中的保护作用
  • DOI:
    10.14188/j.1671-8852.2016.03.003
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    武汉大学学报(医学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曹晨;吴洋;冷燕;孟庆涛;夏中元;沈涤非;唐其柱
  • 通讯作者:
    唐其柱
细胞焦亡在糖尿病心肌缺血再灌注损伤的变化及作用机制
  • DOI:
    10.14188/j.1671-8852.2017.01.001
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    武汉大学学报(医学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邱珍;夏中元;周斌;吴洋;孟庆涛;冷燕
  • 通讯作者:
    冷燕

其他文献

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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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