围产期奶牛乳腺细胞产生氧化损伤的分子机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31460616
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    51.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1705.动物营养学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Oxidative stress is a major problem in the dairy farming industry, which is mainly the reduction of antioxidative function in the production and scavenging of free radicals caused by the imbalance. Therefore, it has great significance in improving the pathogenesis and treatment of transition dairy cow to clarify the causes that mammary cell of transition dairy cow is susceptible to oxidative damage and its molecular mechanism. It is clarified that oxidative stress of transition dairy cow is whether induced or not in this study. Health mammary cells of dairy cow are selected as the research object, using oxidative stressed mammary cells of dairy cows induced by H2O2, this study determine the role of Nrf2-ARE signaling pathways in the defense against oxidative stress in mammary cells, to analyze of whether there is abnormal condition of Nrf2-ARE signaling pathways between mammary cells of healthy and oxidative stressed dairy cows, and the underlying reason and mechanism for the aberrant activation of Nrf2-ARE signaling pathway in mammary cells of oxidative stressed dairy cows is clarified. This study systemly illustrates the oxidative mechanism of Nrf2-ARE signaling pathway damaged mammary cells of transition dairy cows from the mRNA level and protein level by the combination of animal experiment and cell culture, which has important significance to ensure that the dairy cows can maintain the normal function of lactation and improve production performance during transition.
氧化应激已成为困扰围产期奶牛生产中的一大问题,其主要是由于机体抗氧化功能降低导致自由基产生和清除失衡所致,阐明围产期奶牛乳腺细胞易受到氧化损伤的原因及其具体分子机制对于完善围产期氧化应激发病机理、指导临床治疗具有重要意义。本研究在明确围产期奶牛机体是否产生氧化应激的基础上,以健康奶牛乳腺细胞为研究对象,采用H2O2诱导乳腺细胞建立氧化应激模型,确定Nrf2-ARE通路在保护奶牛乳腺细胞抵抗氧化应激损伤中的作用,对比分析健康和产生氧化应激奶牛乳腺细胞中Nrf2-ARE信号通路是否存在异常及该通路在产生氧化应激奶牛乳腺细胞中产生激活障碍的原因和机制。本项目通过动物试验和细胞培养试验相结合的方式,从mRNA水平和蛋白水平方面系统阐述了Nrf2-ARE通路对围产期奶牛乳腺细胞产生氧化损伤的分子机制,对于确保奶牛在围产期内能够维持正常泌乳功和提高生产性能具有重要意义。

结项摘要

氧化应激已成为困扰围产期奶牛生产中的一大问题,其主要诱因是围产期奶牛能量负平衡和机体炎症而导致机体产生大量的活性氧/自由基,导致奶牛在围产期间产生以隐性乳房炎和亚临床型酮病为主的代谢病,进而降低奶牛机体健康和生产性能。因此,阐明围产期奶牛乳腺细胞易受到氧化损伤的原因及其具体分子机制对于完善奶牛围产期氧化应激发病机理和指导临床治疗具有重要意义。本研究通过测定呼和浩特周边牧场围产期间奶牛的血液指标和细胞培养实验发现:⑴围产期间隐性乳房炎奶牛自产前20天至产后20天血液中抗氧化酶活性、免疫性能和生产性能显著低于健康奶牛,而自由基含量和炎性因子含量显著高于健康奶牛;⑵在此基础上用H2O2诱导构建奶牛乳腺上皮细胞氧化损伤模型,结合H2O2对乳腺上皮细胞存活率和抗氧化指标的影响,得出当H2O2作用浓度和时间分别为600 μM和6h时,乳腺上皮细胞产生了较为明显的氧化损伤,可作为构建乳腺上皮细胞氧化损伤模型的最佳条件;⑶氧化应激条件下,NFE2L2转录活性下降,说明NFE2L2在氧化应激条件下存在激活障碍;⑷氧化应激条件下,乳腺上皮细胞中NFE2L2存在激活障碍的主要原因是ATM蛋白激酶表达出现异常,减少了NFE2L2的入核,降低了NFE2L2与ARE的结合,进而降低了NFE2L2-ARE通路下游抗氧化基因HMOX-1、NQO1、GCLC和GCLM的表达,最终导致乳腺上皮细胞产生凋亡或坏死。本项目通过体内动物试验和体外细胞培养相结合的方式,从分子水平方面系统揭示出了NFE2L2-ARE信号通路对围产期奶牛乳腺细胞产生氧化损伤的分子机制,NFE2L2-ARE信号通路是乳腺上皮细胞抵抗氧化损伤最主要的防御机制之一,可保护乳腺上皮细胞免受氧化损伤。该项目的研究结果对于确保奶牛在围产期内能够维持正常泌乳功能、提高生产性能和指导临床治疗具有重要意义,同时为围产期奶牛日粮中合理应用抗氧化剂茶多酚或番茄红素提供了前期基础。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(1)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Nrf2-ARE 信号通路在机体氧化应激损伤中的作用及与其他信号通路的关系
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    畜牧与饲料科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴志红;马燕芬;赵磊;宋利文;高民
  • 通讯作者:
    高民
Nuclear factor erythroid 2-related factor 2 antioxidant response element pathways protect bovine mammary epithelial cells against H2O2-induced oxidative damage in vitro
核因子红细胞2相关因子2抗氧化反应元件通路保护牛乳腺上皮细胞免受H2O2诱导的体外氧化损伤
  • DOI:
    10.3168/jds.2017-14128
  • 发表时间:
    2018-06-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF DAIRY SCIENCE
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Ma, Y. F.;Wu, Z. H.;Loor, J. J.
  • 通讯作者:
    Loor, J. J.
Nuclear factor erythroid 2-related factor 2-antioxidant activation through the action of ataxia telangiectasia-mutated serine/threonine kinase is essential to counteract oxidative stress in bovine mammary epithelial cells
核因子红细胞2相关因子2-通过共济失调毛细血管扩张突变的丝氨酸/苏氨酸激酶的作用激活抗氧化剂对于抵消牛乳腺上皮细胞的氧化应激至关重要
  • DOI:
    10.3168/jds.2017-13954
  • 发表时间:
    2018-06-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF DAIRY SCIENCE
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Ma, Y. F.;Wu, Z. H.;Loor, J. J.
  • 通讯作者:
    Loor, J. J.
茶多酚的抗氧化作用及其机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    动物营养学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵磊;高民;马燕芬
  • 通讯作者:
    马燕芬
Tea polyphenols protect bovine mammary epithelial cells from hydrogen peroxide-induced oxidative damage in vitro
茶多酚在体外保护牛乳腺上皮细胞免受过氧化氢诱导的氧化损伤
  • DOI:
    10.1093/jas/sky278
  • 发表时间:
    2018-10-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF ANIMAL SCIENCE
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Ma, Yanfen;Zhao, Lei;Loor, Juan J.
  • 通讯作者:
    Loor, Juan J.

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其他文献

Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白-核因子E2相关因子2-抗氧化反应元件信号通路在氧化应激中的作用及其调控剂
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1006-267x.2017.04.001
  • 发表时间:
    2017-04
  • 期刊:
    动物营养学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马燕芬;吴志红;赵磊;高民
  • 通讯作者:
    高民

其他文献

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马燕芬的其他基金

绿茶多酚缓解氧化损伤奶牛乳腺上皮细胞炎症和凋亡的分子机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    35 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
茶多酚对氧化损伤奶牛乳腺细胞的干预作用及机制研究
  • 批准号:
    31601975
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

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

        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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