Irisin抑制慢性肾衰竭血管钙化作用及机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81873619
  • 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:
    H0505.慢性肾脏病及其并发症
  • 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

Irisin, as a newly identified hormone-like myokine mainly originated from skeletal muscle tissue. In our previous study, we found that lower serum irisin levels were associated with increased vascular calcification in hemodialysis patients. Our pilot study showed that irisin could prevent vascular smooth muscle cells (VSMCs) under high phosphate load condition from calcification in vitro. We presume that irisin is endogenous inhibitor of vascular calcification in chronic renal failure according to previous study and others study, We applied irisin treating vascular smooth muscle cells (VSMCs) or irisin precursor gene transfection in VSMCs in vitro study, animal model such as wild type C57Bl/6 mice and irisin precursor FNDC5 gene knockout mice combined with 5/6 renalrectomy fed with high phosphorus diet in order to verify our hypothesis. From our study, we demonstrate that irisin can inhibit vascular calcification in chronic renal failure, the main mechanisms are to inhibit expression of III type sodium-phosphate transporter 1, then inhibits VSMCs de-differentate to osteogenic transformation induced by exposure of high phosphorus , moreover, irisin can inhibit apoptosis and improving mitochondria dysfunction induced by high phosphate, and MAPK ,P38 signal pathways are involved. From our study, hint that application of irisin, or excise increasing irisin will be the new pathway for treatment and prevention of vascular calcification in chronic renal failure.
Irisin(鸢尾素)是近期新发现骨骼肌分泌为主的肌肉因子。我们前期研究证实,慢性肾衰竭的血液透析患者血清Irisin水平与血管钙化负相关,预实验结果显示:Irisin能显著拮抗高磷介导的体外血管平滑肌细胞(VSMCs)钙化。我们推测在慢性肾衰竭时,Irisin是内源性的血管钙化负性调节因子。本研究通过Irisin直接处理,以及Irisin前体基因转染至高磷孵育的VSMCs;动物实验应用野生型C57Bl/6小鼠和Irisin前体基因敲除小鼠做5/6肾切除并加高磷饲料饲喂,证实Irisin能抑制血管钙化。主要机制是Irisin抑制III型钠磷转运体1的表达,继而拮抗高磷介导的VSMCs成骨样转化,涉及调节MAPK及P38信号通路;抑制高磷介导的VSMCs凋亡及线粒体功能障碍,共同参与抑制血管钙化。本研究提示通过运动康复及补充irisin,可能防治慢性肾衰竭血管钙化。

结项摘要

慢性肾脏病(CKD)患者血管中膜钙化高发,发病机制复杂,尚未被阐明。鸢尾素(Irisin)是骨骼肌运动时分泌的肌肉细胞因子,对机体具有多种生物学效应。根据前期研究基础,我们提出假想:Irisin能抑制CKD相关的血管钙化。本项目通过体外培养的小鼠和人血管平滑肌细胞(VSMCs)细胞实验、结合VSMCs全转录组测序,体内动物实验:腺嘌呤饲喂加高磷饲喂制作CKD小鼠血管钙化模型、Irisin处理CKD小鼠血管钙化模型、以及Irisin前体FNDC5基因敲除小鼠再制作CKD小鼠主动脉钙化模型等研究方法,首次证实:Irisin能抑制CKD血管钙化,干预Irisin的作用,加重CKD血管钙化,机制涉及(1)Irisin抑制高磷(β-GP)诱导的小鼠VSMCs的活性氧(ROS)及丙二醛(MDA)水平的升高,并增加抗氧化剂SOD和ATP含量,抑制线粒体分裂,保护线粒体正常形态和功能,抑制VSMCs的成骨样转化和钙化,经兴奋AMPK信号实现。(2)Irisin抑制高磷诱导的体外小鼠VSMCs细胞凋亡,抑制CKD小鼠主动脉钙化及细胞凋亡。(3)首次证实高磷介导VSMCs细胞焦亡,高磷能够抑制VSMCs细胞自噬阻滞自噬流畅通,从而增加了活性氧的产生,继而活化炎症小体NLRP3,caspase1被剪切,GSDMD-N端表达上调,白细胞介素1β释放,细胞焦亡,导致VSMCS钙化。我们通过转录组技术进行了差异表达基因的分析,并对这些基因进行KEGG 通路富集分析,表达最高的10个通路就包含了自噬,经过realtime PCR验证Irisin能消除高磷下调的VSMCs多个自噬相关基因的表达,Irisin能促进VSMCs细胞自噬,继而减少活性氧释放,抑制NLRP3炎症小体激活,防止Procaspase1 剪切成cleaved caspase1,抑制GSDMD-N形成,从而抑制细胞焦亡。体内动物实验也证实Irisin处理能启动自噬,减少活性氧水平,从而抑制腺嘌呤饲喂介导的CKD小鼠血管中膜钙化,抑制NLRP3途径依赖的细胞焦亡。.通过本项目阐明Irisin 是机体内源性血管类激素样物质,能够抑制CKD 相关的血管钙化。今后在临床上补充Irisin,或者通过运动产生Irisin,可能是防治CKD血管钙化的有潜力的治疗策略。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Higher serum trimethylamine-N-oxide levels are associated with increased abdominal aortic calcification in hemodialysis patients.
血液透析患者血清三甲胺-N-氧化物水平升高与腹主动脉钙化增加相关
  • DOI:
    10.1080/0886022x.2022.2145971
  • 发表时间:
    2022-12
  • 期刊:
    Renal failure
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
  • 通讯作者:
Lower serum irisin levels are associated with the increasing mortality of cardiovascular and cerebrovascular diseases in hemodialysis patients
较低的血清鸢尾素水平与血液透析患者心脑血管疾病死亡率的增加有关。
  • DOI:
    10.21037/apm-21-406
  • 发表时间:
    2021-06-01
  • 期刊:
    ANNALS OF PALLIATIVE MEDICINE
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Dong, Xingtong;Fu, Wenjing;Zhang, Aihua
  • 通讯作者:
    Zhang, Aihua
Compensatory elevated serum intermedin levels are associated with increased vascular calcification in hemodialysis patients
血液透析患者血清中间素水平代偿性升高与血管钙化增加相关
  • DOI:
    10.1007/s11255-022-03240-2
  • 发表时间:
    2022-05
  • 期刊:
    International Urology and Nephrology
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Wenhan Bao;Lian He;Aihua Zhang
  • 通讯作者:
    Aihua Zhang
慢性肾脏病相关的血管钙化发病新机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    生理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王佩文;张爱华
  • 通讯作者:
    张爱华
Irisin protects against vascular calcification by activating autophagy and inhibiting NLRP3-mediated vascular smooth muscle cell pyroptosis in chronic kidney disease.
鸢尾素通过激活自噬并抑制慢性肾脏病中 NLRP3 介导的血管平滑肌细胞焦亡来防止血管钙化
  • DOI:
    10.1038/s41419-022-04735-7
  • 发表时间:
    2022-03-30
  • 期刊:
    Cell death & disease
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Pang Q;Wang P;Pan Y;Dong X;Zhou T;Song X;Zhang A
  • 通讯作者:
    Zhang A

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其他文献

Stabilization of Pattern in Complex Ginzburg–Landau Equation with Spatial Perturbation Scheme
  • DOI:
    10.1088/0253-6102/49/6/40
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
    Commun. Theor. Phys.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张爱华
  • 通讯作者:
    张爱华
细胞凋亡在燃煤型砷中毒肝损伤中
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    世界华人消化杂志,2005,13(15):1937-1939
  • 影响因子:
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  • 作者:
    杨大平;李军;黄晓欣;张爱华
  • 通讯作者:
    张爱华
网格图像法提取多维脉搏特征信息
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计算机应用研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王亮;张爱华
  • 通讯作者:
    张爱华
刺梨的营养保健功能及其开发利用研究进展
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    贵州医科大学学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    夏仕青;张爱华
  • 通讯作者:
    张爱华
基于细胞代谢组学技术的关黄柏潜在有效成分木兰碱对前列腺癌细胞的治疗作用研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    世界科学技术-中医药现代化
  • 影响因子:
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  • 作者:
    张天雷;邱时;李先娜;张爱华;孙晖
  • 通讯作者:
    孙晖

其他文献

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张爱华的其他基金

尾加压素Ⅱ对Irisin的负性调节及在慢性肾衰竭骨骼肌萎缩中的作用及机制
  • 批准号:
    81570663
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    57.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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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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