P2X3嘌呤能受体的转录调控及其在大鼠骨癌痛中的作用研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81671085
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0903.感觉障碍、疼痛与镇痛
  • 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

Our previous study has documented that functional upregulation of P2X3 receptors (P2X3R) in dorsal root ganglion (DRG) contributes to the hyperexcitability of nociceptive sensory neurons and then to the bone cancer-induced pain. However, the transcriptional mechanisms underlying the sustaining synthesis and expression of these receptors during the development of bone cancer pain still remain largely unknown. In our pilot study, we have found that transcription factor Runx1 modulates the expression of P2X3R in DRG neurons and thereby participating in the pathogenesis of bone cancer pain. Accumulative evidence has shown that Runx1 functions are potentially regulated by extracellular signal-regulated kinase (ERK), which is activated by multiple cytokines. It is reported that ERK-dependent phosphorylation potentiates the transcriptional activity of Runx1. Our preliminary experiments also showed that GDNF (glial cell-derived neurotrophic factor) could result in the increases of both P2X3R mRNA and protein through the activation of ERK-dependent Runx1 phosphorylation..In this research project, we will perform the following studies to investigate the mechanisms underlying the transcriptional regulation of P2X3R in cancer rat DRG neurons, as well as its role in bone cancer pain: (1) examining the transcriptional regulation of p2x3r gene by Runx1 and its contribution to the development of bone cancer pain, and then clarifying the molecular mechanisms by which how Runx1 promotes P2X3R transcription; (2) investigating the role for ERK pathway activation in phosphorylation of Runx1, and validating the necessary of ERK-dependent Runx1 phosphorylation for the transcriptional regulation of P2X3R; (3) exploring the contribution of GDNF to the activation of ERK pathway that subsequently phosphorylates Runx1 at serine 249 (Ser249) site, thereby elucidating the role for GDNF/GFRα1/Ret/ERK pathway-mediated Runx1 Ser249 phosphorylation in transcriptional regulation of P2X3R and its contribution to the development of bone cancer pain. This study will be helpful to elucidate the pathogenic mechanisms of bone cancer pain, and therefore provide a novel target for the treatment of bone cancer pain.
我们前期研究发现,P2X3R在DRG神经元的功能性上调,可以引起神经元的超兴奋性和骨癌痛。但是在癌症痛的发展过程中,通过何种机制来调控P2X3R转录合成和表达,仍然是一个有待解决的关键科学问题。我们预实验表明:转录因子Runx1可能会通过对P2X3R的转录调控而参与癌症痛。研究报道,细胞因子能够通过ERK磷酸化Runx1来增强其转录活性。我们预实验提示,GDNF可能会激活ERK而磷酸化Runx1,进而促进P2X3R转录合成。本项目拟通过以下研究阐明P2X3R的转录调控机制及其在骨癌痛中的作用:1)阐明Runx1促进P2X3R转录的分子机制及其在癌症痛中的作用;2)确定ERK激活在Runx1磷酸化及P2X3R转录中的作用;3)确定GDNF对ERK的激活,阐明GDNF/ERK/Runx1通路在P2X3R转录调控及癌症痛中的作用。该研究将有助于阐明癌症痛的发病机理,为骨癌痛的药物治疗提供新靶点。

结项摘要

原发性骨肿瘤或其它部位肿瘤的骨转移通常会引起剧烈的、顽固性的骨癌痛,严重影响患者的生活质量。然而,骨癌痛的发生机制仍不清楚。本项目运用细胞生物学、分子生物学、电生理学和行为药理学等实验技术,系统地研究了胶质源性神经营养因子(GDNF)对DRG神经元中P2X3受体的转录调控机制,以及这种转录调控在骨癌痛发生中的作用。主要研究结果如下:(1)在正常大鼠,鞘内给予外源性GDNF可以显著增加DRG神经元中ERK激酶和转录因子Runx1的磷酸化水平;促进P2X3受体的转录和翻译,上调P2X3受体的mRNA和蛋白表达,增加P2X3受体的电流密度和DRG神经元兴奋性;诱发大鼠出现痛觉过敏。(2)鞘内给予ERK抑制剂(SCH772984)或Runx1 siRNA对大鼠进行预处理,均能抑制外源性GDNF对P2X3受体的mRNA和蛋白表达的上调作用,并缓解外源性GDNF诱发的大鼠痛觉过敏行为;(3)应用ERK抑制剂预处理还可以抑制外源性GDNF介导的Runx1的磷酸化。这部分结果表明,在DRG神经元中外源性GDNF可以通过激活ERK-Runx1信号通路,促进P2X3受体的转录过程,进而增加神经元兴奋性,诱发大鼠出现痛觉过敏。(4)在骨癌痛模型大鼠DRG中,GDNF膜表面结合受体GFRα1的蛋白表达、以及其下游信号分子ERK及Runx1的磷酸化水平均显著增加,应用ERK抑制剂和Runx1 siRNA干扰的方法证实,鞘内应用ERK抑制剂可以抑制骨癌痛模型大鼠DRG神经元中Runx1的磷酸化水平增加、降低P2X3受体的转录和蛋白表达,进而抑制DRG神经元的兴奋性和外周敏化,缓解骨癌大鼠的痛觉过敏行为。(5)鞘内应用Runx1 siRNA敲减Runx1的表达,同样可以抑制骨癌大鼠DRG神经元中P2X3受体的mRNA和蛋白表达增加,并缓解大鼠的骨癌痛行为。这部分结果表明,在骨癌痛模型大鼠DRG神经元中GDNF-ERK-Runx1信号通路被激活,激活的信号通路通过促进P2X3受体的转录和蛋白表达而敏化DRG神经元,从而介导大鼠骨癌痛的发生和维持。结论:GDNF通过激活DRG神经元中ERK- Runx1信号通路促进P2X3受体转录,参与骨癌痛的发生和维持。本研究阐明了骨癌痛发生时P2X3受体转录上调的分子机制,为进一步理解骨癌痛的发病机理奠定了基础,同时也为未来开发治疗骨癌痛的靶向药物提供了新思路。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Chronic stress exacerbates neuropathic pain via the integration of stress-affect-related information with nociceptive information in the central nucleus of the amygdala
慢性压力通过杏仁核中央核中压力影响相关信息与伤害性信息的整合加剧神经性疼痛
  • DOI:
    10.1097/j.pain.0000000000000827
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Pain
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Li Ming-Jia;Liu Ling-Yu;Chen Lin;Cai Jie;Wan You;Xing Guo-Gang
  • 通讯作者:
    Xing Guo-Gang
FAM19A5/TAFA5, a novel neurokine, plays a crucial role in depressive-like and spatial memory-related behaviors in mice.
FAM19A5/TAFA5 是一种新型神经因子,在小鼠抑郁样和空间记忆相关行为中发挥着至关重要的作用。
  • DOI:
    10.1038/s41380-020-0720-x.
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Molecular Psychiatry
  • 影响因子:
    11
  • 作者:
    Shiyang Huang;Can Zheng;Guoguang Xie;Zhanming Song;Pingzhang Wang;Yun Bai;Dixin Chen;Yan Zhang;Ping Lv;Weiwei Liang;Shaoping She;Qingqing Li;Zhongtian Liu;Yun Wang;Guo-Gang Xing;Ying Wang
  • 通讯作者:
    Ying Wang
Contribution of microglial reaction to increased nociceptive responses in high-fat-diet (HFD)-induced obesity in male mice
小胶质细胞反应对高脂饮食(HFD)诱导的雄性小鼠肥胖伤害性反应增加的贡献
  • DOI:
    10.1016/j.bbi.2019.05.026
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Brain, Behavior, and Immunity
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Liang Ya Jing;Feng Shi Yang;Qi Ya Ping;Li Kai;Jin Zi Run;Jing Hong Bo;Liu Ling Yu;Cai Jie;Xing Guo Gang;Fu Kai Yuan
  • 通讯作者:
    Fu Kai Yuan
Electroacupuncture modulates spinal BDNF/TrkB signaling pathway and ameliorates the sensitization of dorsal horn WDR neurons in spared nerve injury rats.
电针调节脊髓 BDNF/TrkB 信号通路并改善神经损伤大鼠背角 WDR 神经元的敏化。
  • DOI:
    10.3390/ijms21186524.
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    International Journal of Molecular Sciences
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Meng Xue;Ya-Lan Sun;Yang-Yang Xia;Zhi-Hua Huang;Cheng Huang;Guo-Gang Xing
  • 通讯作者:
    Guo-Gang Xing
Electro-acupuncture Treatment Alleviates the Remifentanil-induced Hyperalgesia by Regulating the Activities of Ventral Posterior Lateral Nucleus of the Thalamus Neurons in Rats.
电针治疗通过调节大鼠丘脑神经元腹侧后外侧核的活动减轻瑞芬太尼引起的痛觉过敏。
  • DOI:
    10.1155/2018/6109723.
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Neural Plasticity
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Hong-Yan Zhao;Ling-Yu Liu;Jie Cai;Yan-Jun Cui;Guo-Gang Xing
  • 通讯作者:
    Guo-Gang Xing

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其他文献

鞘内应用普瑞巴林对神经病理性疼痛大鼠的镇痛作用及其电生理学机制研究
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1006-9852.2013.11.006
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中国疼痛医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蔡捷;丁蕾;邢国刚;郭向阳;孟秀丽
  • 通讯作者:
    孟秀丽
蛛网膜下腔应用Ro 25-6981对神经病理痛大鼠的镇痛作用及其电生理学机制研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国疼痛医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郑琴;池叶楠;曲晓秀;邢国刚;韩济生;蔡捷;刘风雨;万有;李鸣佳
  • 通讯作者:
    李鸣佳
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  • DOI:
    10.13263/j.cnki.2017.01.013
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中华男科学杂志
  • 影响因子:
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  • 作者:
    金滋润;柳博珩;唐文豪;姜辉;张嵘;韩济生;邢国刚
  • 通讯作者:
    邢国刚
生精散治疗大鼠弱精子症的实验研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国中医药信息杂志
  • 影响因子:
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  • 作者:
    孙伟;邢国刚;王波;王亚男;蔡捷;韩彩艳;张斌
  • 通讯作者:
    张斌
骨癌痛大鼠初级感觉神经元兴奋性的研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国疼痛医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    方东;郑琴;万有;姜红;邢国刚;蔡捷;刘敏
  • 通讯作者:
    刘敏

其他文献

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邢国刚的其他基金

组蛋白去乙酰化酶HDAC2对Kv7(KCNQ)/M钾离子通道的转录抑制调控及其在大鼠骨癌痛中的作用研究
  • 批准号:
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神经病理痛共病抑郁症的杏仁核内部微环路及分子机制研究
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  • 项目类别:
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  • 批准年份:
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    10.0 万元
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    面上项目
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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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