CB2R通过Nrf2调节小鼠骨骼肌挫伤修复及其分子机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81671862
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H2501.法医病理学及法医临床学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Skeletal muscle contusion is one of the common types of soft tissue injuries in human. Our previous studies indicate that cannabinoid receptor type 2 (CB2R) plays important roles in modulation of inflammatory reaction and fibrogenesis by regulating inflammation- and fibrogenesis-related cytokines during repair of skeletal muscle contusion, and we also found that CB2R agonism reveals beneficial effect on skeletal muscle regeneration after contusion. Much evidence has demonstrated that Nrf2 (nuclear factor-erythroid derived 2-related factor 2) is a pivotal factor in modulation against oxidative stress, which plays important parts in inflammatory reaction, apoptosis, necrosis, repair and cell regeneration in organs through pathways modulating anti-oxidative stress, endoplasmic reticulum stress and autophagy. A recent study shows that CB2R agonism may induce myocardial regeneration by PI3K/Akt/Nrf2 signaling pathway activation. It is suggested that CB2R may regulate inflammatory reaction, fibrogenesis, and muscle regeneration by Nrf2. The present project is attempted to study the roles of Nrf2 in modulating oxidative reaction, fibrogenesis, satellite proliferation and differentiation, and muscle regeneration with CB2R agonist intervention in Nrf2-knockout mice and Nrf2-knockdown cells by molecular biological techniques, and investigate the molecular mechanisms by which CB2R regulates repair of contused skeletal muscles through Nrf2 modulation. The study may also provide fundamental data for clinical treatment of traumatic muscle lesions and muscular diseases, and even for research and development for related drugs.
骨骼肌挫伤是人体常见的软组织损伤类型之一。我们前期研究表明,2型大麻素受体(CB2R)在骨骼肌挫伤修复过程中通过调节炎症及纤维化相关因子对炎症反应及纤维化修复起到重要的作用,激动CB2R有益于骨骼肌再生。Nrf2是抗氧化反应的中枢调节因子,调控氧化应激反应、内质网应激和自噬相关的信号通路,在炎症反应、细胞凋亡、坏死、器官损伤修复与再生中发挥重要的作用。研究表明,CB2R可通过PI3K/Akt/Nrf2信号通路促进心肌细胞再生,提示在骨骼肌挫伤中CB2R可能通过Nrf2调控炎症反应、纤维化修复及骨骼肌再生过程。本项目应用Nrf2基因敲除鼠及基因沉默细胞,通过CB2R激动剂干预,采用分子生物学技术研究Nrf2对骨骼肌挫伤后氧化反应、纤维化修复、卫星细胞增殖、分化与骨骼肌再生的调节作用,探讨CB2R通过Nrf2调控骨骼肌挫伤修复的分子机制,为骨骼肌损伤、疾病的治疗及相关药物研发提供基础依据。

结项摘要

骨骼肌挫伤是人体常见的软组织损伤类型之一。我们前期研究表明,CB2R在骨骼肌挫伤修复过程中发挥重要的调控作用,激动CB2R有益于骨骼肌再生。Nrf2是抗氧化反应的中枢调节因子,在炎症反应、细胞凋亡、器官损伤修复与再生中发挥重要的作用。研究表明,CB2R可通过PI3K/Akt/Nrf2信号通路促进心肌细胞再生,提示CB2R可能通过Nrf2调控骨骼肌修复进程。为验证上述猜想,本研究采用8-10周雄性的C57BL6/J WT鼠、CB2R敲除小鼠以及Nrf2敲除小鼠,参照Crawford使用牙齿矫正橡皮圈(orthodontic rubber bands,ORBs)制作骨骼肌缺血再灌注损伤模型。并进行CB2R激动剂(AM1241)干预,研究骨骼肌损伤修复情况。研究发现,CB2R-KO 小鼠较WT小鼠,损伤区浸润的巨噬细胞总量没有差异,但M1型巨噬细胞数量增多,M2型的数量减少。M1相关的标志物和促炎因子iNOS、TNF-α、IL-1β、IL-6的表达水平增加,M2相关的标志物和细胞因子Arg-1、Clec7a、IL-10、IL-13、TGF-β的表达下降。巨噬细胞原代培养实验显示,CB2R-KO导致巨噬细胞对LPS/IFN-γ刺激的反应性增加,促进自身向M1型极化,而对IL-4/IL-10刺激的敏感性降低,抑制自身向M2型极化。骨骼肌损伤后,AM1241 处理可诱导Nrf2 和HO-1 的表达上调。利用Nrf2-KO鼠研究发现,与WT小鼠相比,在同样接受AM1241 处理的情况下,Nrf2-KO小鼠骨骼肌损伤更为严重,组织内 MDA的水平升高,SOD 的活力降低。4 天时,单位面积内再生的肌管数量减少,MyoD和 myogenin 的表达水平降低,MyoD+和 myogenin+的核比率降低。成肌细胞体外培养实验发现,激活 CB2R 以后,细胞融合指数升高,伴随Nrf2、MHC、myogenin 蛋白水平的升高。而Nrf2-KD细胞接受AM1241处理后,MHC、myogenin 蛋白上调不明显,新生肌管形成相对减少。本研究证实小鼠骨骼肌IRI愈合过程中,CB2可通过抑制巨噬细胞向M1型极化,促进其向M2极化而促进骨骼肌损伤修复。并且,激活CB2R可以通过激活Nrf2通路,减弱氧化应激性损伤,增强新生肌管形成而促进损伤修复。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
小鼠脑挫伤后CB2R的表达变化与损伤时间的关系
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    法医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈京伟;王鹏飞;张孟周;张忠铎;程浩;孙英富;温书恒;郭相伸;赵锐;官大威
  • 通讯作者:
    官大威
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王林林;张富源;梁雪莹;王昌亮;赵锐;官大威
  • 通讯作者:
    官大威
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  • DOI:
    10.3390/ijms21062014
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    International Journal of Molecular Sciences
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Shuai Wang;Hao Cheng;Linlin Wang;Rui Zhao;Dawei Guan
  • 通讯作者:
    Dawei Guan
Curcumin plays neuroprotective roles against traumatic brain injury partly via Nrf2 signaling
姜黄素部分通过 Nrf2 信号传导对创伤性脑损伤发挥神经保护作用
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018-05-01
  • 期刊:
    TOXICOLOGY AND APPLIED PHARMACOLOGY
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Dong, Wenwen;Yang, Bei;Zhao, Rui
  • 通讯作者:
    Zhao, Rui
The distribution and time-dependent expression of HIPK2 during the repair of contused skeletal muscle in mice
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Histology and Histopathology
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Zhang Miao;Zhang Meng Zhou;Wen Shu Heng;Sun Ying Fu;Jiang Peng Hao;Wang Lin Lin;Zhao Rui;Wang Chang Liang;Jiang Shu Kun;Guan Da Wei
  • 通讯作者:
    Guan Da Wei

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  • 通讯作者:
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    --
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  • 通讯作者:
    李如波
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    官大威

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基于miRNA-mRNA-protein多生物学指标检测模式构建皮肤损伤时间推断体系的研究
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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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