基于核受体分子构象扰动的新型内分泌干扰物作用机制研究

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基本信息

  • 批准号:
    21876153
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0601.理论环境化学
  • 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

Currently, large quantities of new type chemicals have been widely used, however, their endocrine disrupting effects and the underlying molecular mechanism still remain largely unknown. In this project, the endocrine disrupting effects of many emerging contaminants will be screened by the the recombinant yeast two-hybrid, dual-luciferase reporter gene assay, zebrafish embryo and mouse in vivo assay. From the perspective of molecular initiating events of nuclear receptors (NR), the combination of large-scale molecular dynamics simulations, NR biosensors, fluorescence spectroscopy, fluorescence lifetime and circular dichroism was planned to investigate the conformational disruption of NR ligand binding domain (LBD) monomer and dimer induced by contaminants. The binding mode and binding potency will be probed. The entry/exit pathways of contaminants from NR LBD and their effect on conformations of involved critical residues will be investigated by random accelerated molecular dynamics simulations and steered molecular dynamics simulations. We aim to reveal the structure-activity relationship on the endocrine disrupting effect of various contaminants and will elucidate the molecular mechanism at molecular level. The obtained results will provide essential scientific data for human health risk assessment of emerging pollutants.
目前大量新型化学品被逐渐广泛使用,然而对其内分泌干扰效应缺乏了解,并且其内分泌干扰效应分子机制尚不明晰。本项目利用重组基因酵母双杂交、双荧光素酶报告基因、斑马鱼胚胎及小鼠试验方法甄别多类新型污染物的潜在内分泌干扰效应。从核受体分子起始事件角度出发,采用大尺度分子动力学模拟并整合生物传感器、荧光光谱、荧光寿命及圆二色谱等研究手段系统考察污染物对多种核受体配体结合域以及核受体二聚体的构象扰乱程度,分析污染物与核受体的结合模式和结合能力。进一步利用随机加速动力学模拟和拉伸动力学模拟考察污染物进出核受体结合位点的关键通道及对重要氨基酸的构象影响。期望本项目在分子、基因、细胞和活体层次上的研究能揭示新型污染物内分泌干扰效应的构效关系,在分子水平诠释干扰效应分子机制,为新型污染物的人体健康风险评估提供重要科学数据支持。

结项摘要

内分泌干扰物是一类重要的新污染物,其如何干扰核受体以及核受体下游相关通路进而引起有害健康效应的分子机制尚不明晰。本项目主要研究了双酚A类似物、二苯甲酮紫外防晒剂、新型溴苯阻燃剂、叔丁基苯酚等新污染物对雌激素受体(Estrogen Receptor, ER)β、甲状腺激素受体 (Thyroid Hormone Receptor, TR) β、雄激素受体(Androgen Receptor, AR)、芳香烃受体(Aryl Hydrocarbon Receptor, AhR)、视黄酸受体(Retinoic Acid Receptor, RAR)β等多种核受体配体结合域(Ligand Binding Domain, LBD)及其二聚体的构象扰乱,表征了相关的分子起始事件及健康风险;BP-1、BP-8等典型二苯甲酮紫外防晒剂干扰ERβ通路后异常激活ERα与Wnt/β-catenin通路的交互作用,导致卵巢癌SKOV3细胞发生增殖、迁移和侵袭等异常生物学行为;BPA和BPS通过干扰ER-PI3K-eNOS通路促进小鼠体内外血管新生,而TBBPA、TBBPS通过干扰TR-PI3K-eNOS通路而抑制小鼠体内外血管新生;2,6-二叔丁基苯酚及其代谢产物抑制RARβ受体异常激活Erk1/2-COX2通路,促进肝癌细胞H4IIEs增殖、迁移、侵袭;2-巯基苯并噻唑通过激活AhR受体,促进膀胱癌T24细胞促T24细胞侵袭效应;基于机器学习方法构建了针对AhR受体、PXR受体干扰物质的高通量筛选模型。相关研究诠释各类污染物内分泌干扰效应的分子作用机制,揭示了相关健康风险,服务于我国“十四五”新污染物治理。本项目发表SCI收录论文17篇,其中Environ. Sci. Technol.杂志7篇,全国性学术会议大会报告1次、口头报告3次。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Transcriptome aberration in mice uterus associated with steroid hormone response and inflammation induced by dioxybenzone and its metabolites
小鼠子宫转录组畸变与类固醇激素反应和二氧苯酮及其代谢物诱导的炎症相关
  • DOI:
    10.1016/j.envpol.2021.117294
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Environmental Pollution
  • 影响因子:
    8.9
  • 作者:
    Tingjie Zhan;Shixuan Cui;Huafeng Shou;Leilei Gao;Shaoyong Lu;Chunlong Zhang;Shulin Zhuang
  • 通讯作者:
    Shulin Zhuang
Endothelial dysfunction and transcriptome aberration in mouse aortas induced by black phosphorus quantum dots and nanosheets
黑磷量子点和纳米片诱导小鼠主动脉内皮功能障碍和转录组畸变
  • DOI:
    10.1039/d1nr01965a
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Nanoscale
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Jiayan Chen;Liping Lu;Chunlong Zhang;Xiaoming Zhu;Shulin Zhang
  • 通讯作者:
    Shulin Zhang
Enhanced disrupting effect of benzophenone-1 chlorination byproducts to the androgen receptor: cell-based assays and gaussian accelerated molecular dynamics simulations
二苯甲酮-1 氯化副产物对雄激素受体的增强破坏作用:基于细胞的测定和高斯加速分子动力学模拟
  • DOI:
    10.1021/acs.chemrestox.1c00023
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Chemical Research in Toxicology
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Tingjie Zhan;Shixuan Cui;Xujun Liu;Chunlong Zhang;Yu-ming M. Huang;Shulin Zhuang
  • 通讯作者:
    Shulin Zhuang
Pentabromoethylbenzene exposure induces transcriptome aberration and thyroid dysfunction: in vitro, in silico, and in vivo investigations
五溴乙苯暴露会导致转录组畸变和甲状腺功能障碍:体外、计算机和体内研究
  • DOI:
    10.1021/acs.est.0c03308
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Environmental Science & Technology
  • 影响因子:
    11.4
  • 作者:
    Liping Lu;Hao Wu;Shixuan Cui;Tingjie Zhan;Chunlong Zhang;Shaoyong Lu;Weiping Liu;Shulin Zhuang
  • 通讯作者:
    Shulin Zhuang
Natural sunlight-driven aquatic toxicity enhancement of 2,6-di-tert-butylphenol toward Photobacterium phosphoreum
天然阳光驱动的 2,6-二叔丁基苯酚对磷光杆菌的水生毒性增强
  • DOI:
    10.1016/j.envpol.2019.04.123
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Environmental Pollution
  • 影响因子:
    8.9
  • 作者:
    Shixuan Cui;Xiaofang Zhang;Jinsong Liu;Lihong Zhou;Yukun Shang;Chunlong Zhang;Weiping Liu;Shulin Zhuang
  • 通讯作者:
    Shulin Zhuang

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其他文献

ERα和ERβ介导的有机磷农药雌激素效应差异分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    环境科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张志生;张靖;张丰;庄树林
  • 通讯作者:
    庄树林
Different Enantioselective Degradation of Pyraclofos in Soils
土壤中吡唑磷的不同对映选择性降解
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    Journal of Agricultural and Food Chemistry
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    庄树林
  • 通讯作者:
    庄树林
分子动力学模拟在有机污染物毒性作用机制中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    科学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    潘柳萌;吕翾;庄树林
  • 通讯作者:
    庄树林
Olfactory biosensor using odorant-binding proteins from honeybee: Ligands of floral odors and pheromones detection by electrochemical impedance
使用蜜蜂气味结合蛋白的嗅觉生物传感器:通过电化学阻抗检测花香和信息素的配体
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Sensors and Actuators B: Chemical
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    卢妍利;李红亮;庄树林;张迪鸣;张倩;董思远;刘清君;王平
  • 通讯作者:
    王平
ERα 和ERβ 介导的有机磷农药雌激素效应差异分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    环境科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张志生;张靖;张丰;庄树林
  • 通讯作者:
    庄树林

其他文献

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庄树林的其他基金

大气细颗粒物与内皮细胞一氧化氮合成酶交互作用的分子机制研究
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P450酶介导的典型有机紫外线吸收剂代谢活化/解毒分析及分子机制研究
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    21477113
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  • 项目类别:
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AI项目解读示例

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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