锚定蛋白AKAP150/PKCα/CaV1.2在有氧运动改善原发性高血压动脉功能中的作用及机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31771312
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1104.感觉器官与运动生理
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

L-type calcium channels (CaV1.2) on the vascular smooth muscle cells (VSMCs) play an important role in maintaining vascular tone. A-kinase anchoring protein AKAP150 can assemble multifunctional signaling enzymes to precise subcellular compartments, and improve the signal transduction efficiency. Both CaV1.2 channels and AKAP150 are crucially involved in the vascular remodeling of hypertension. Our recent studies have demonstrated that aerobic exercise can significantly inhibit the upregulation of CaV1.2 function in spontaneously hypertensive rats (SHR), and efficiently alleviate the vascular tone increase. However, it is not clear whether such effects are partially mediated by AKAP150 pathway. To clarify this is very important for us to understand the benefits and mechanisms of exercise on the essential hypertension. Therefore, by combining multiple techniques, including patch-clamp, total internal reflection fluorescence (TIRF) microscopy Ca2+ sparklets measurement, in vitro transfection, and AKAP150 knock-in mouse model, we will investigate that (1) whether aerobic exercise inhibits the functional upregulation of CaV1.2 channels in SHR by inhibiting AKAP150, thus suppressing PKCα and calcineurin assembling in the sarcolemma; (2) whether these effects are mediated by angiotensin II and AT1 receptors. Taken together, the present study will explore the mechanism of AKAP150/PKCα/CaV1.2 underlying the aerobic exercise-induced improvement of the arterial function in essential hypertension. The information gained will help us to understand the cellular mechanisms of the exercise therapy on hypertension.
血管平滑肌CaV1.2通道是维持血管张力的重要机制,而A激酶锚定蛋白AKAP150可将多种酶聚集于特定细胞区域以提高信号转导效率,二者在高血压血管重构中均发挥着重要作用。我们近期研究发现有氧运动可有效抑制自发性高血压大鼠SHR动脉CaV1.2功能上调,缓解其张力增高,然而是否与AKAP150调控途径有关尚不清楚,而这对于阐明运动改善原发性高血压的作用机理具有重要意义。本课题拟采用膜片钳和全内反射荧光显微镜钙星检测技术,结合细胞转染和基因敲入等方法,探讨有氧运动是否可以通过抑制AKAP150,从而抑制PKCα和钙调神经磷酸酶于膜上聚集,经兴奋-收缩耦联和兴奋-转录耦联直接和间接抑制SHR的CaV1.2活性上调;并探讨此作用是否由血管紧张素AngII及AT1受体介导,进而揭示AKAP150/PKCα/CaV1.2在运动改善原发性高血压动脉功能中的作用及机制,为高血压运动疗法的细胞机理提供依据。

结项摘要

原发性高血压是脑卒中最重要的危险因素,探求高血压致卒中的发病机制,寻找原发性高血压有效的防治手段,是心血管疾病研究的热点。有氧运动可有效降低血压和卒中罹患率,但其作用机理远未明了。血管平滑肌L型钙通道(CaV1.2)是血管张力和血压调节的重要机制;而A激酶锚定蛋白AKAP150可锚定PKCα转位上膜,耦联激活CaV1.2,还可使CaN聚集膜上,调节NFAT依赖的基因表达,抑制KV2.1功能,经兴奋–收缩和兴奋–转录耦联使血管张力增加;然而AKAP150途径在运动改善高血压动脉功能中的作用及机制目前仍不清楚。本项目选用自发性高血压大鼠(SHR)并构建AKAP150平滑肌条件性过表达敲入鼠(AKAP150 smKI),施以有氧运动,采用膜片钳和TIRF钙星检测,结合生理遥测信号、离体微血管反应性检测,观察有氧运动对高血压动脉功能的改善,着重探讨AKAP150途径在其中的作用及潜在分子机理。研究发现:(1)有氧运动可有效降低SHR血压,改善脑血管功能,其重要机制是有氧运动通过抑制AKAP150,一方面抑制PKCα膜转位,减弱CaV1.2活性,另一方面抑制CaN聚集膜上,阻断KV2.1转录抑制,经兴奋–收缩和兴奋–转录耦联缓解高血压动脉张力。(2)AKAP150体外干扰可减少Ang II刺激下CaV1.2在脑动脉张力作用中的激活,缓解Ang II所致脑血管张力升高。(3)平滑肌AKAP150过表达引起血压升高,AKAP150 smKI小鼠呈现高血压特征。有氧运动可显著降低AKAP150 smKI小鼠血压,抑制血管平滑肌AKAP150表达,下调CaV1.2并上调KV2.1功能,恢复动脉正常功能。该研究为阐明运动调控高血压动脉功能的生理学机制提供了丰富的实验依据,也为高血压的研究和治疗新靶点的发现提供了出色的模型,不仅具有重要的学术价值,也对高血压运动处方和有效治疗靶点的选择具有潜在的指导意义。

项目成果

期刊论文数量(27)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(9)
专利数量(0)
肾纤维化进程中的关键信号通路研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    生命科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    单美玲;石丽君
  • 通讯作者:
    石丽君
PKC在有氧运动调控高血压脑动脉平滑肌细胞STOCs中的作用.
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    北京体育大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐召霞;吴迎;曾凡星;石丽君
  • 通讯作者:
    石丽君
The regulation of miR-145 on Akt activation during exercise-induced VSMC phenotypic switching in hypertension
运动诱发高血压 VSMC 表型转换过程中 miR-145 对 Akt 激活的调节
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Life Sci.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Liao J;Zhang Y;Wu Y;Zeng F;Shi L
  • 通讯作者:
    Shi L
CaN/NFAT信号通路在有氧运动改善高血压心肌肥大中的作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    体育科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贾祁;李丽;石丽君;吴迎
  • 通讯作者:
    吴迎
BKCa channel activity and vascular contractility alterations with hypertension and aging via β1 subunit promoter methylation in mesenteric arteries
BKCa 通道活性和血管收缩力随高血压和衰老而变化,通过肠系膜动脉中 β1 亚基启动子甲基化
  • DOI:
    10.1038/hr.2017.96
  • 发表时间:
    2018-02
  • 期刊:
    Hypertens Res
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhang Y;Liao J;Zhang L;Li S;Wu Y;Shi L
  • 通讯作者:
    Shi L

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其他文献

DNA-PKcs 在铂类耐药形成过程中的动态表达及临床因素的相关性分析
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    王琪
不同频率有氧运动对大鼠离体肠系膜上动脉反应性的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    北京体育大学学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    刘晓东;石丽君;朱一力
  • 通讯作者:
    朱一力
平滑肌BKCa通道在运动改变大鼠胸主动脉舒缩特性中的作用
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    石丽君;曾凡星;李珊珊;刘晓东
  • 通讯作者:
    刘晓东
增龄通过下调平滑肌细胞BK_(Ca)通道α和β_1亚基表达改变肠系膜动脉舒缩性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国动脉硬化杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张严焱;张寒梦;石丽君;赵虎成
  • 通讯作者:
    赵虎成
运动员血管适应性研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    北京体育大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    石丽君;孙华灵
  • 通讯作者:
    孙华灵

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孕期有氧运动对高血压子代血管功能的重编程:代谢参与的A激酶锚定蛋白DNA甲基化机制
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有氧运动逆转原发性高血压脑动脉重构中的钙火花/STOCs耦联机制
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    77.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
有氧运动诱导衰老血管功能重塑的平滑肌K+通道机制
  • 批准号:
    31071033
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    面上项目

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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

        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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