LncRNA NR_030777/ DRP1参与的细胞间线粒体传递在纳米钴致神经元损害中的作用及机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81903352
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3007.卫生毒理
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Intracellular mitochondrial transfer is newly discovered as one of the cross-talk phenomena between cells. Our previous study demonstrated that cobalt nanoparticle can cause significant damage in the brain of rats, neural cells and mitochondria, accompanied by transferring mitochondria from astrocytes to damaged neurons. Mitochondrial transfer related protein DRP1 was downregulated by LncRNA NR_030777. Therefore, we propose that under the regulation of NR_030777/DRP1, astrocytes protect neurons against cobalt nanoparticle by transferring mitochondria to neurons. We intend to use neural cell lines, mice cortex primary culture and assess neural and mitochondrial toxicity in response to CoNPs; label CoNPs pretreated neurons with fluorescent probe, followed by coculture with DsRedMito transfected astrocytes, then apply electron and confocal microscopy to confirm the existence of intracellular mitochondria transfer; pre-stain mitochondria of astrocytes with molecular probe, and use flow cytometry sorting to filtrate neurons in the coculture, in order to determine the protective effects of mitochondrial transfer; unveil the role of LncRNA NR_030777 and DRP1 in mitochondrial transfer by tailoring the gene expression experiments of the two, individually. This study provides new aspects of cross-talks between cells to toxicology field and is of great importance on epigenetic mechanisms of mitochondrial transfer.
胞间线粒体传递是最新发现的细胞间交流现象。我们前期发现,纳米钴可致大鼠脑组织、神经细胞及线粒体损害,伴有星形胶质细胞胞外线粒体向受损神经元传递现象,其相关蛋白DRP1被LncRNA NR_030777负调控。为此,我们提出假说:在NR_030777/DRP1的调控下,星形胶质细胞将线粒体传递给神经元,抵御纳米钴致神经元损害作用。本项目拟用神经细胞系及小鼠皮层原代神经细胞评价纳米钴致神经元及线粒体的损害作用;纳米钴预处理的神经元用荧光探针标记后,与DsRedMito转染的星形胶质细胞共培养,用电镜、共聚焦显微镜证明纳米钴暴露下线粒体传递的存在性;以分子探针预染线粒体,流式细胞分选技术筛选共培养的神经元,确定线粒体传递抵御纳米钴损害的保护作用;利用DRP1及NR_030777的基因表达调控实验,揭示其参与传递的机制;为毒理学细胞间交流研究提供新思路,对线粒体传递的表观遗传机制研究具有重要意义。

结项摘要

细胞间线粒体传递是最新发现的细胞间交流现象。我们前期发现,纳米钴可致大鼠脑组织、神经细胞及线粒体损害,伴有星形胶质细胞胞外线粒体向受损神经元传递现象,其相关蛋白DRP1可被长链非编码RNA NR_030777调控。然而二者在纳米钴处理下线粒体传递中的发挥作用及机制均不明确,未见报道。按照计划,本项目利用荧光特异性标记、敲低/过表达、扫描透射电镜、高内涵、共聚焦显微技术等分子生物学技术,顺利完成以下内容:(1)在大、小鼠和体外人源、小鼠源神经细胞等多层次揭示了纳米钴的神经毒性及线粒体毒效应;(2)首次揭示了在纳米钴致神经元损害背景下,星形胶质细胞线粒体可通过隧道纳米管形式传递致神经元,并帮助后者抵御纳米钴所致神经损害效应;(3)明确了LncRNA NR_030777和DRP1在线粒体传递及隧道纳米管形成中的作用。除项目计划内容,增加完成以下内容:(1)探究了纳米钴处理背景下,PI3K/AKT在隧道纳米管形成中的作用;(2)揭示了纳米钴对秀丽线虫的神经毒性和线粒体损害效应及机制。本研究独辟蹊径地从线粒体传递及细胞间交流角度,探讨了环境重金属纳米颗粒致神经损害中的作用及机制,为预防和治疗常见的环境神经毒物所致的神经毒性提供新的思路和途径,也将为利用特定lncRNA作为环境神经毒物中毒及研发药物的靶点提供坚实的理论依据。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Intercellular transfer of mitochondria via tunneling nanotubes protects against cobalt nanoparticle-induced neurotoxicity and mitochondrial damage.
通过隧道纳米管进行线粒体细胞间转移可防止钴纳米颗粒引起的神经毒性和线粒体损伤
  • DOI:
    10.1080/17435390.2022.2026515
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
    NANOTOXICOLOGY
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Zheng, Fuli;Luo, Zhousong;Lin, Xinpei;Wang, Wei;Aschner, Michael;Cai, Ping;Wang, Yuan-Liang;Shao, Wenya;Yu, Guangxia;Guo, Zhenkun;Wu, Siying;Li, Huangyuan
  • 通讯作者:
    Li, Huangyuan
Drp1-mediated mitochondrial fission contributes to mitophagy in paraquat-induced neuronal cell damage
Drp1 介导的线粒体裂变导致百草枯诱导的神经细胞损伤中的线粒体自噬
  • DOI:
    10.1016/j.envpol.2020.116413
  • 发表时间:
    2021-03-01
  • 期刊:
    ENVIRONMENTAL POLLUTION
  • 影响因子:
    8.9
  • 作者:
    Chen, Nengzhou;Guo, Zhenkun;Li, Huangyuan
  • 通讯作者:
    Li, Huangyuan
Cobalt nanoparticles induce mitochondrial damage and ?-amyloid toxicity via the generation of reactive oxygen species
钴纳米颗粒通过产生活性氧诱导线粒体损伤和 β-淀粉样蛋白毒性
  • DOI:
    10.1016/j.neuro.2023.01.010
  • 发表时间:
    2023-02-06
  • 期刊:
    NEUROTOXICOLOGY
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Chen,Jingrong;Chen,Cheng;Zheng,Fuli
  • 通讯作者:
    Zheng,Fuli
Global N6-methyladenosine profiling of cobalt-exposed cortex and human neuroblastoma H4 cells presents epitranscriptomics alterations in neurodegenerative disease-associated genes
钴暴露皮质和人神经母细胞瘤 H4 细胞的整体 N6-甲基腺苷分析显示神经退行性疾病相关基因的表观转录组学改变
  • DOI:
    10.1016/j.envpol.2020.115326
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Environmental Pollution
  • 影响因子:
    8.9
  • 作者:
    Tang Jianping;Zheng Chunyan;Zheng Fuli;Li Yuqing;Wang Yuan-liang;Aschner Michael;Guo Zhenkun;Yu Guangxia;Wu Siying;Li Huangyuan
  • 通讯作者:
    Li Huangyuan
Oxidation and Antioxidation of Natural Products in the Model Organism Caenorhabditis elegans.
模式生物秀丽隐杆线虫中天然产物的氧化和抗氧化
  • DOI:
    10.3390/antiox11040705
  • 发表时间:
    2022-04-02
  • 期刊:
    Antioxidants (Basel, Switzerland)
  • 影响因子:
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  • 作者:
  • 通讯作者:

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间充质干细胞分泌的细胞外囊泡在氯化钴致神经退行性损害中的治疗意义及ALKBH5调节的m6A甲基化修饰的作用机制
  • 批准号:
    82311530107
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    10 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目

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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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