5-HTR介导的信号转导对刺参夏眠期间摄食的调控及其机理研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    41406137
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    王天明
  • 依托单位：
    浙江海洋大学
  • 学科分类：
    D0604.生物海洋学与海洋生物资源
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Change of feeding behavior is one of the most obvious physiological regulations in aestivating animal. The study of regulatory mechanism of food intake during aestivation is an important part of the research on molecular mechanism in aestivation. This project is mainly about the study of sea cucumber Apostichopus japonicus on the feeding regulation during aestivation. Based on the G protein-coupled receptor (GPCR) genes obtained in preliminary studies, the in-depth study of signal transduction mechanisms and structure-activity of A. japonicus 5-HT receptor (5-HTR) will be carried out using cellular signal transduction research techniques; the physiological regulatory function of A. japonicus 5-HTR in food intake will be verified and revealed by RNA interference technology; the role of 5-HT and 5-HTR in food intake regulation during A. japonicus aestivation will be recognized through the aestivation inducing experiments in laboratory. With the molecular biological, cell biological, physiological and biochemical research, a comprehensive investigation of the 5-HT and 5-HTR action in ingestion behavior of sea cucumbers will be performed. It will help us to make good understand about the role of 5-HT in food intake regulation during aestivation in A. japonicus and progress in theoretical research achievements of aestivation, it also promotes the GPCR research in marine biology and provides new ideas for the discovery of the physiological regulation mechanism in marine organisms.
摄食停止是动物夏眠期间最明显的生理现象之一，深入研究夏眠期间摄食调控机理是揭示夏眠机制的重要内容。本项目以重要海洋经济水产物种刺参为研究对象，在前期研究获得了刺参G蛋白偶联受体（GPCR）基因全长的基础上，采用细胞信号转导研究技术，深入研究刺参5-羟色胺受体（5-HTR）的信号转导和构效机制；利用RNA干扰技术，揭示刺参5-HTR介导的信号转导在刺参摄食调控中的生理功能；通过室内诱导刺参夏眠实验，阐明刺参夏眠期间各组织中5-羟色胺（5-HT）含量及5-HTR基因表达调控过程；综合以上结果，探明5-HTR介导的信号转导对刺参夏眠期间摄食的调控及其机理。本项目的实施，将有助于从本质上认识和揭示5-HTR在刺参夏眠期间摄食调控中的作用机理，获得动物夏眠调控基础理论的新成果；同时将推进海洋生物GPCR研究进展，为海洋生物生理调控研究提供新的思路。

结项摘要

刺参具有明显的夏眠行为，待海水温度上升至一定范围时，出现停止摄食、代谢减退等一系列生理生态调整。5-羟色胺（5-HT）是参与动物摄食及代谢调控的重要神经递质和神经激素，其通过不同型的受体（5-HTRs）的激活和信号转导，调控靶组织功能而实现生理活性。探讨5-HT/5-HTR系统在刺参夏眠期间摄食及代谢调控中的作用，将深入理解刺参夏眠机制，丰富动物夏眠调控基础研究理论。.本项目成功鉴定了一个具有可被5-HT激活并介导胞内信号转导的受体蛋白；研究了该受体在刺参夏眠过程中的调控特征；检测分析了刺参夏眠过程中不同组织的5-HT浓度变化；结合刺参夏眠期间能量代谢调控研究以及5-HT生理功能实验，综合探讨5-HT/5-HTR系统在刺参夏眠的摄食及代谢调控作用机制。具体研究结果如下：.1. 成功鉴定该刺参5-HTR为4型受体（即5-HT4R），由336个氨基酸编码组成，具有典型的GPCRs蛋白结构特征，可在HEK293细胞中较好地定位于细胞膜上；可被5-HT激活后介导胞内cAMP信号，其半最大效应浓度为53.28 ± 9.51 nM，并且激活后发生明显的内吞。.2. 刺参夏眠期间，5-HT4R基因表达量显著下降，并且5-HT含量亦出现显著下调；这种下调现象在野外采样及室内诱导的夏眠刺参中的多个组织中均有发现。.3. 通过5-HT注射为主的生理实验研究，检测分析了5-HT作用下的刺参能量代谢调控特征，结合5-HT/5-HT4R在刺参夏眠期间的调控研究结果，明确了该系统可提升刺参能量代谢率，推测刺参夏眠期间该系统的减退，可能与摄食停止和代谢降低有密切联系。.本项目主要分析和鉴定了刺参5-HTR受体蛋白结构及活性特征，探讨了5-HT/5-HTR系统在刺参摄食及代谢调控中的功能，建立了一批围绕刺参功能蛋白活性鉴定及细胞生物学研究相关的技术方法，为深入研究刺参生物学基础理论提供重要支持和理论参考。

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（2）
Glycolytic regulation in aestivation of the sea cucumber Apostichopus japonicus: evidence from metabolite quantification and rate-limiting enzyme analyses
海参夏眠中的糖酵解调节：来自代谢物定量和限速酶分析的证据
  • DOI：
    10.1007/s00227-016-2936-5
  • 发表时间：
    2016-07
  • 期刊：
    Marine Biology
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Xiang Xiaowei;Chen Muyan;Wu Changwen;Zhu Aiyi;Yang Jingwen;Lv Zhenming;Wang Tianming
  • 通讯作者：
    Wang Tianming
Detection of Ligand-activated G Protein-coupled Receptor Internalization by Confocal Microscopy
通过共聚焦显微镜检测配体激活的 G 蛋白偶联受体内化
  • DOI：
    10.3791/55514
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Jove-Journal of Visualized Experiments
  • 影响因子：
    1.2
  • 作者：
    Yang Jingwen;Yan Yunjun;Xiang Xiaowei;Xu Yuchao;Zhou Naiming;Wang Tianming
  • 通讯作者：
    Wang Tianming
Cell loss by apoptosis is involved in the intestinal degeneration that occurs during aestivation in the sea cucumber Apostichopus japonicus
细胞凋亡导致的细胞损失与刺参夏眠期间发生的肠道变性有关
  • DOI：
    10.1016/j.cbpb.2017.11.004
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Ke Xu;Qiuhan Yu;Jianshe Zhang;Zhenming Lv;W;ong Fu;Tianming Wang
  • 通讯作者：
    Tianming Wang
Identification and functional characterisation of 5-HT4 receptor in sea cucumber Apostichopus japonicus (Selenka).
海参5-HT4受体的鉴定及功能表征
  • DOI：
    10.1038/srep40247
  • 发表时间：
    2017-01-06
  • 期刊：
    Scientific reports
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Wang T;Yang Z;Zhou N;Sun L;Lv Z;Wu C
  • 通讯作者：
    Wu C

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其他文献

四川荣县紫砂矿物资源的发现及其矿物岩石学特征
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  • 期刊：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 作者：
    窦海龙, 程艳超;牟溥;王天明;葛剑平
  • 通讯作者：
    葛剑平

其他文献

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王天明的其他基金

刺参摄食昼夜节律的光授时调控机理研究
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  • 批准年份：
    2023
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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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