IGF-1信号通路在细胞衰老与肿瘤形成过程中的作用与分子机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81330054
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    290.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H18.肿瘤学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Cancer is the leading cause of human mortality worldwide.Uncontrolled cell proliferation and evasion of apoptosis are hallmarks of all cancers. As a basic biological process, cellular senescence is intertwined with cell proliferation.In general, cellular senescence, which leads to irreversible growth arrest even in the presence of growth factors, can be categorized into replicative senescence caused by telomere shortening, and premature senescence caused by variety of cellular stress signals including oncogenic stress. The importance of cellular senescence is increasingly being recognized because it is prevalent in pre-malignant tumors. Given the tumor-suppressing potential of cellular senescence, it is of high interest in developing new strategies of senescence-inducing interventions for cancer treatment. Insulin-like growth factor I (IGF-1) signaling is well recognized for its role in enhancing proliferation and survival. Numerous studies have demonstrated that elevated IGF-1 signaling is closely related to tumorigenesis in animal models as well as in humans. Paradoxically, dampened IGF-1 signaling is associated with increased longevity in various model organisms. Previous studies and work-in-progress from our lab show that acute IGF-1 treatment promotes cell proliferation and survival. In sharp contrast, prolonged IGF-1 treatment leads to SIRT1- and p53-dependent premature cell senescence. We demonstrate that IGF-1 represses the deacetylase activity of SIRT1, leading to increased p53 protein acetylation and transcriptional activity. Thus, it seems that IGF-1 possesses dual function in promoting cell proliferation and in inducing premature cellular senescence, the molecular mechanisms of which, however, remain elusive. Here, we hypothesize that p53 serves as a molecular switch in modulating IGF-1 dual function. This application aims to dissect the molecular mechanisms with which IGF-1 down-regulates SIRT1 activity, to investigate the importance of IGF-1-SIRT1-p53 axis in cell senescence and tumorigenesis in vivo, and to explore its implications in human tumorigenesis. This study will not only offer new insights on cell proliferation and senescence, but also help identifying novel therapeutical targets for cancer treatment.
癌症是异常细胞增殖和凋亡导致的恶性疾病。细胞衰老是生命的基本现象,是机体对肿瘤发展的一种防御机制。诱导肿瘤细胞衰老成为防治肿瘤的新思路。研究表明类胰岛素生长因子-1(IGF-1)在肿瘤发生发展起重要促进作用。但阻断或削弱IGF-1信号通路则导致模式生物个体延缓衰老。目前尚无清楚的分子机理来诠释IGF-1的双重功能。我们的前期研究发现IGF-1促进细胞增殖与存活;而长期的强IGF-1信号则诱导依赖于SIRT1和p53的细胞早衰。进一步研究发现 IGF-1抑制SIRT1,导致p53 乙酰化和转录活性增加。我们的假说是:IGF-1诱导的细胞衰老是肿瘤发生发展中的重要的负调控机制,p53是监控IGF-1双功能的分子开关。本项目将阐明IGF-1抑制SIRT1的分子机制;研究IGF-1-SIRT1-p53通路在体内对肿瘤发生发展的影响;以及其与人肿瘤发生发展的相关性,为癌症检测与治疗提供新思路和方法。

结项摘要

胰岛素样生长因-1 (IGF-1) 具有刺激生长和促进衰老的双重生理功能,而去乙酰化蛋白SIRT1及其下游调控靶点抗肿瘤蛋白p53 是调控生长和衰老的关键蛋白。本项目拟深入研究IGF-1-SIRT1-p53信号通路在细胞/器官/个体衰老过程中的关键作用和分子机制。主要研究内容包括(1)阐明IGF-1 调控SIRT1 酶活的分子机理及在细胞早衰过程中的关键作用;(2)建立IGF-1 在细胞早衰及肿瘤形成过程中的动物模型,并研究IGF-1-SIRT1-p53 信号通路在动物衰老和肿瘤发生发展中的作用;(3)研究与人类长寿相关的IGF-1R 突变对细胞早衰和肿瘤形成的影响。本研究原创性的发现(1)IGF-1持续激活诱导依赖于SIRT1的细胞衰老,进而导致器官衰老和个体衰老;(2)IGF-1 特异诱导SIRT1-T177磷酸化,阻断SIRT1入核,从而导致p53乙酰化增加并激活p53转录活性,促进细胞早衰;(3)IGF-1通过促进RhoA 激酶的蛋白表达,激活下游ROCK1 蛋白激酶活性,导致SIRT1-T177 磷酸化;(4) IGF-1 转基因小鼠呈现器官(skin)早衰及个体行为和认知能力的早衰,(5)激活SIRT1以及热量限制可以有效干预 IGF-1 介导的细胞/器官/个体的早衰。这一研究为开发器官衰老标志物和筛选新的抗衰老药物提供了理论基础和新的靶点,并为延缓增龄相关的健康减损提供了新的动物模型,和新的干预/预防策略。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
MDMX exerts its oncogenic activity via suppression of retinoblastoma protein
MDMX 通过抑制视网膜母细胞瘤蛋白发挥其致癌活性
  • DOI:
    10.1038/onc.2015.11
  • 发表时间:
    2015-02
  • 期刊:
    Oncogene
  • 影响因子:
    8
  • 作者:
    Haibo Zhang;Linshan Hu;Wei Qiu;Tao Deng;Yujun Zhang;Johann Bergholz;Zhi-Xiong Xiao
  • 通讯作者:
    Zhi-Xiong Xiao
MDM2/MDMX: Master negative regulators for p53 and RB
MDM2/MDMX:p53 和 RB 的主负调节因子
  • DOI:
    10.1080/23723556.2015.1106635
  • 发表时间:
    2016-02
  • 期刊:
    Molecular & Cellular Oncology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Linshan Hu;Haibo Zhang;Johann Bergholz;Shengnan Sun;Zhi-Xiong Jim Xiao
  • 通讯作者:
    Zhi-Xiong Jim Xiao
Primordial Dwarfism Gene Maintains Lin28 Expression to Safeguard Embryonic Stem Cells from Premature Differentiation
原始侏儒症基因维持 Lin28 表达,以保护胚胎干细胞免于过早分化。
  • DOI:
    10.1016/j.celrep.2014.03.053
  • 发表时间:
    2014-05-01
  • 期刊:
    CELL REPORTS
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Dai, Qian;Luan, Guangxin;Li, Qintong
  • 通讯作者:
    Li, Qintong
p53-R273H upregulates neuropilin-2 to promote cell mobility and tumor metastasis.
p53-R273H 上调 Neuropilin-2 以促进细胞迁移和肿瘤转移
  • DOI:
    10.1038/cddis.2017.376
  • 发表时间:
    2017-08-10
  • 期刊:
    Cell death & disease
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Lv T;Wu X;Sun L;Hu Q;Wan Y;Wang L;Zhao Z;Tu X;Xiao ZJ
  • 通讯作者:
    Xiao ZJ
ΔNp63α is a common inhibitory target in oncogenic PI3K/Ras/Her2-induced cell motility and tumor metastasis
Delta Np63 α 是致癌 PI3K/Ras/Her2 诱导的细胞运动和肿瘤转移的常见抑制靶点
  • DOI:
    10.1073/pnas.1617816114
  • 发表时间:
    2017-05-16
  • 期刊:
    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
  • 影响因子:
    11.1
  • 作者:
    Hu, Linshan;Liang, Shan;Xiao, Zhi-Xiong Jim
  • 通讯作者:
    Xiao, Zhi-Xiong Jim

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其他文献

E47蛋白在KRas~(G12V)介导肿瘤细胞迁移中的作用
  • DOI:
    10.13885/j.issn.1000-2812.2018.03.003
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    兰州大学学报(医学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张春燕;李瑞;张渝君;肖智雄;牛孟孟
  • 通讯作者:
    牛孟孟
同源建模方法预测蛋白质突变结构的适用性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    四川大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘继龙;肖智雄;曹洋
  • 通讯作者:
    曹洋

其他文献

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肖智雄的其他基金

蛋白异构酶Pin1对视网膜母细胞瘤蛋白Rb的功能调控
  • 批准号:
    31171362
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    70.0 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

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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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