BCKDK介导支链氨基酸代谢异常在恶病质骨骼肌蛋白合成的作用及机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81872494
  • 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:
    H1820.肿瘤综合治疗
  • 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

Ongoing skeletal muscle atrophy is the main characteristic of cancer cachexia and is correlated with the disease progression. The mechanism of muscle atrophy is still unknown and there is no effective therapeutic drug. Our previous study revealed that accelerated Branched Chain Amino Acid (BCAA) catabolism was associated with skeletal muscle atrophy during cancer cachexia. Branched α-Keto Acid Dehydrogenase (BCKD) Complex is the irreversible metabolic enzyme of BCAA catabolism. Dysfunction of BCKD Complex resulted in the skeletal muscle atrophy. BCKD Complex is regulated by BCKD kinase (BCKDK). Our preliminary experiment found that BCKDK expression was decreased in the murine model of muscle atrophy during cancer cachexia. The knockdown of BCKDK would result in the increase of BCKD Complex activity and the decrease of muscle protein synthesis. So we hypothesis that BCKDK inhibition mediated BCAA catabolic dysfunction contributes to the skeletal muscle atrophy. Activation of BCKDK is a new strategy for the prevention and treatment of cancer cachexia. To verify the hypothesis, we design in vitro and in vivo experiments to elucidate the following results. ①Change the expression and activity of BCKDK on the synthesis and degradation of muscle protein. ②Mechanism of BCKDK on the regulation of muscle protein synthesis. ③Effect of skeletal muscle tissue conditional knock-out or conditional knock-in BCKDK on muscle protein synthesis and degradation. ④Effect of BCKDK on the BCAA metabolism of serum and skeletal muscle tissue from the cachectic animal. The present study can not only reveal a novel mechanism of muscle atrophy during cachexia, but also provide potential drug targets for the prevention and treatment of cachexia.
进行性骨骼肌萎缩是肿瘤恶病质主要特征,且与疾病进展相关,机制尚未完全阐明,缺乏防治药物。我们前期研究发现支链氨基酸(BCAA)分解代谢加速与恶病质骨骼肌萎缩相关。支链α酮酸脱氢酶复合物(BCKDC)是BCAA代谢关键限制性酶,BCKDC功能异常升高会引起肌萎缩。BCKDC受其激酶BCKDK调控。近期预实验发现BCKDK在模型动物肌萎缩过程中表达下降,BCKDK可通过调控BCKDC活性而负向影响肌蛋白合成。为此假说:BCKDK抑制介导支链氨基酸代谢异常是骨骼肌萎缩新机制,激活BCKDK是肿瘤恶病质防治新策略。拟研究:①BCKDK表达和活性改变对肌蛋白合成/降解影响;②BCKDK调控肌蛋白合成的作用机制;③骨骼肌组织条件性敲除/敲入BCKDK对肌蛋白合成/降解影响;④BCKDK对模型动物血清和骨骼肌组织BCAA代谢调控作用。本项目有望阐明骨骼肌萎缩新机制,为肿瘤恶病质防治研究提供新思路/靶点。

结项摘要

肿瘤恶病质以骨骼肌萎缩为主要特征。骨骼肌萎缩取决于蛋白质的合成和降解速度。支链氨基酸BCAAs包括亮氨酸,异亮氨酸和缬氨酸,均是是哺乳动物的必需氨基酸,BCAAs直接在骨骼肌中分解代谢。BCKDK是调控骨骼肌蛋白合成的关键酶,我们研究发现:(1)Dex、TNFα及CM诱导C2C12萎缩的肌小管中均存在BCKDK蛋白低表达。(2)敲减BCKDK表达可抑制C2C12成肌细胞向C2C12肌小管的分化,而过表达BCKDK可促进C2C12成肌细胞分化。(3)敲减BCKDK可抑制肌蛋白合成,从而诱导C2C12肌小管萎缩,而过表达BCKDK促进肌蛋白合成,从而促进肌小管肥大。(4)特异性BCKDK抑制剂BT2可诱导C2C12肌小管萎缩,抑制肌蛋白合成促进肌蛋白降解。(5)过表达BCKDK可逆转Dex诱导的C2C12肌小管萎缩和肌蛋白合成下降。BCKDK敲减/过表达对C2C12肌小管中Akt/mTOR/FoxO3α信号通路中关键蛋白磷酸化有调控作用,是BCKDK调控骨骼肌萎缩的重要机制。(6)肿瘤恶病质小鼠骨骼肌中BCKDK mRNA和蛋白低表达。BCKDK敲减可导致小鼠腓肠肌质量减小、肌纤维萎缩、肌蛋白合成抑制、E3泛素连接酶表达上调。(7)BCKDK过表达可促进小鼠腓肠肌质量增加、肌纤维肥大、肌蛋白合成相关蛋白表达。(8)BCKDK过表达还可改善CT26肿瘤恶病质所致的骨骼肌萎缩和肌蛋白降解,促进肌蛋白合成。BCKDK敲减/过表达可调控小鼠腓肠肌Akt/mTOR信号通路,是其体内调控骨骼肌蛋白合成的主要机制之一。(9)BCKDK骨骼肌条件敲除动物荷瘤LLC肿瘤细胞后,动物生存期显著缩短,同时伴随骨骼肌萎缩和骨骼肌组织支链氨基酸代谢重编程。相关论文部分发表,并且部分成果在进一步研究。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(6)
Silibinin Alleviates Muscle Atrophy Caused by Oxidative Stress Induced by Cisplatin through ERK/FoxO and JNK/FoxO Pathways
水飞蓟宾通过 ERK/FoxO 和 JNK/FoxO 途径减轻顺铂诱导的氧化应激引起的肌肉萎缩
  • DOI:
    10.1155/2022/5694223
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Oxidative Medicine and Cellular Longevity
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Meng-yi Chi;Hong Zhang;Ya-xian Wang;Xi-peng Sun;Quan-jun Yang;Cheng Guo
  • 通讯作者:
    Cheng Guo
我院营养药物管理和营养支持药学服务模式的构建与实践
  • DOI:
    10.13748/j.cnki.issn1007-7693.2020.04.023
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    上海医药
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨全军;张剑萍;郁静;徐嵘;赵赟;章萍;郭澄
  • 通讯作者:
    郭澄
Daidzein alleviates cisplatin-induced muscle atrophy by regulating Glut4/AMPK/FoxO pathway
大豆苷元通过调节Glut4/AMPK/FoxO通路减轻顺铂引起的肌肉萎缩
  • DOI:
    10.1002/ptr.7132
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Phytotherapy Research
  • 影响因子:
    7.2
  • 作者:
    Hong Zhang;Mengyi Chi;Linlin Chen;Xipeng Sun;Lili Wan;Quanjun Yang;Cheng Guo
  • 通讯作者:
    Cheng Guo
欧前胡素抗肿瘤作用机制及治疗的研究进展
  • DOI:
    10.13286/j.1001-5213.2022.22.20
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国医院药学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王雅娴;杨全军;郭澄
  • 通讯作者:
    郭澄
Matrine improves skeletal muscle atrophy by inhibiting E3 ubiquitin ligases and activating the Akt/mTOR/FoxO3α signaling pathway in C2C12 myotubes and mice
苦参碱通过抑制 E3 泛素连接酶并激活 C2C12 肌管和小鼠中的 Akt/mTOR/FoxO3α 信号通路来改善骨骼肌萎缩
  • DOI:
    10.3892/or.2019.7205
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Oncology Reports
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Li Chen;Linlin Chen;Lili Wan;Yan Huo;Jinlu Huang;Jie Li;Jin Lu;Bo Xin;Quanjun Yang;Cheng Guo
  • 通讯作者:
    Cheng Guo

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

人字型水旱两用旋埋刀辊设计与试验
  • DOI:
    10.6041/j.issn.1000-1298.2019.04.006
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    农业机械学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    祝英豪;张居敏;曾荣;张文良;杨全军;夏俊芳
  • 通讯作者:
    夏俊芳
PEG化羟甲基小白菊内酯抗肿瘤前药纳米颗粒的制备及性能
  • DOI:
    10.14133/j.cnki.1008-9357.20190424003
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Gongneng Gaofenzi Xuebao
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    屈文豪;杨全军;黄平;黄卫;颜德岳
  • 通讯作者:
    颜德岳
原发性胆汁性胆管炎的药物治疗进展
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1001-5256.2020.01.053
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    临床肝胆病杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郝娟;吕靖;邢枫;杨全军;刘成海
  • 通讯作者:
    刘成海
Sesquiterpene lactone compounds as well as preparation method and application thereof
倍半萜内酯类化合物及其制备方法和应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭澄;杨全军;万丽丽;余奇;李颜
  • 通讯作者:
    李颜

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

杨全军的其他基金

癌代谢物D-2-HG介导骨骼肌-免疫相互作用促进恶病质肌萎缩作用机制研究
  • 批准号:
    82272925
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    62 万元
  • 项目类别:
    面上项目
β2-AR激动剂福莫特罗调控BCKDC改善恶病质骨骼肌萎缩的作用机制研究
  • 批准号:
    81503155
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    17.9 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

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]
      
关闭
close
客服二维码