Nrf1/2管控脂肪肝炎转化肝癌进程中代谢信号-基因调控网络重编程的机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    91429305
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    200.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H1802.肿瘤发生
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The proposed project is integrated on the basis of the previously accumulated achievements from different groups and their preliminary work for this study. This proposal is orientated from basic research to clinical translation, with various strengths of interdisciplinary sciences being integrated. The objective is to create inducible knockout of Nrf1-/-:Nrf2-/- in the liver of mouse models that will develop with the phenotype of non-alcoholic steatohepatitis (NASH) and deterioratively transformed to hepatoma. The research platform is supplemented with relevant clinical specimens and the human cell lines that will be established by CRISPR/Cas9- and Talens--based gene editing to knockout Nrf1, Nrf2 and/or their subunits. These manufactures are combined with modern omics, RNA sequencing and systems biology approaches to analyze high-throughput data. The aims of this study will be focused to : i) identify which the metabolic signal transduction is directed by Nrf1 and/or Nrf2, that dictate target gene regulatory networks, and determine the mechanism by which the metabolic signal networks are reprogrammed in the course of NASH deterioration into liver cancer; ii) construct the "miRNA/lncRNA-transcription factors Nrf1/2- target gene expression networks " , and identify the key knots of the networks that enable to play important roles in the reprogramming of metabolic signals and their functionality in the mouse upon loss of Nrf1 and/or Nrf2 leading to steatohepatitis and its carcinogenesis ; iii) determine a crosstalk between key signaling pathways and lipid metabolism-regulatory networks in the mouse developing form the inflammation into carcinogenesis, and identify the mechanism underlying the action of crosstalk occurs in liver carcinogenesis Thereby, the project belongs to the forefront of the field to explore mechanisms by which transformation steatohepatitis into cancer is controlled by key molecular nodes within lipid metabolic signaling networks, aiming to establish a platform to screen novel drugs targeting for the prevention and treatment of inflammation-related cancer, in order to provide a novel strategy to develop a new technology targeting to cancer metabolism and relevant signaling from inflammation towards carcinogenesis.
本项目立足于前期工作,集成交叉科学优势,创建Nrf1:Nrf2双基因诱导敲除所致非酒精性脂肪肝炎癌变小鼠模型,辅以Talens或CRISPR/Cas9技术定点敲除人Nrf1/2亚型的细胞株和临床标本,结合现代组学测序及系统生物学分析,重点研究内容:i) 鉴定以Nrf1/2为轴心的代谢信号传导及其靶基因调控网络,并探讨该网络在脂肪肝炎恶化为肝癌病程中重编程的机制; ii) 构建miRNA/lncRNA-转录因子-基因表达的共调控网络,鉴定其关键分子对Nrf1/2敲除所致脂肪肝炎癌变进程中代谢信号重编程的作用机制; iii)阐明炎-癌链进程中关键信号通路与脂质代谢调控网络之间交叉对话及其在癌发生发展中的独特作用机制。该前沿机制研究的目标,旨在发掘脂肪肝炎-癌转化进程中代谢信号网络的关键节点,建立其靶向药物筛选平台,为炎癌转化防治提供新的策略思路,寻求靶向代谢攻击炎-癌转化细胞的新理论技术突破。

结项摘要

本项目立足于前期工作,集成交叉科学优势,成功构建了Nrf1Flox/flox: Cyp1A1Cre+/-、Nrf2-/-:Nrf1flox/flox:1A1-Cre小鼠疾病模型、以及Nrf1/Nrf2基因单敲除或双敲除细胞系。在此的基础上,结合临床相关疾病标本, 运用转录组学测序、代谢组及系统生物学分析, 深入研究Nrf1/Nrf2参与NASH恶性转化肝癌机制,而且取得了突破性新发现。其亮点成果: (1)模型动物NASH典型症状、过程可控又可逆,视为癌前病变恶化为肝癌的发生发展机制、以及抗癌前NASH药物研究的良好动物模型。(2)Nrf1敲除导致ER应激和SHH信号被激活,细胞自噬被抑制,对能量代谢相关信号网络也有复杂显著的影响。(3)除了hedgehog信号异常外,另一个监管途径Wnt/β-Catenin信号调控基因网络在其癌症恶性转化过程起重要作用。(4) Nrf1肝脏诱导敲除对Nrf2/ARE信号、以及ER应激、SHH、PI3K/Akt/mTOR和细胞自噬等信号网络的影响,确定了SHH信号在NASH和相关肿瘤细胞肝转移中的核心作用。(5)肝细胞中敲除Nrf1后则会引起脂质累积、炎症相关因子表达上调、肿瘤恶化。并在细胞水平上也成功建立NASH模型。(6)确定了Nrf1敲出后的相关表型主要通过Nrf2途径产生,而Nrf2敲除后肿瘤消失,且发现Nrf1与Nrf2之间存在着相互调控的关系。(7)另有组学数据分析,以阐明炎-癌链进程中关键信号通路与脂质代谢调控网络之间交叉对话及其在癌发生发展中的独特作用机制。(8)在该项目资助下,还发现了Nrf1表达的表观遗传学调控机制、Nrf2抑制因子Keap1的新型剪接变体、确定了Nrf1/2-mir22调控通路并构建了转录因子Nrf1和Nrf2共同下游和差异下游基因表达网络。总体来说,该项目的主要研究计划基本完成,并且建立了靶向药物筛选平台,为炎症癌症转化防治提供了新的研究策略和思路。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Overexpression of AKR1C3 significantly enhances human prostate cancer cells resistance to radiation.
AKR1C3的过度表达显着增强人类前列腺癌细胞对辐射的抵抗力
  • DOI:
    10.18632/oncotarget.10347
  • 发表时间:
    2016-07-26
  • 期刊:
    Oncotarget
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Sun SQ;Gu X;Gao XS;Li Y;Yu H;Xiong W;Yu H;Wang W;Li Y;Teng Y;Zhou D
  • 通讯作者:
    Zhou D
Dibenzoylmethane Protects Against CCl4-Induced Acute Liver Injury by Activating Nrf2 via JNK, AMPK, and Calcium Signaling
二苯甲酰甲烷通过 JNK、AMPK 和钙信号传导激活 Nrf2,从而防止 CCl4 引起的急性肝损伤。
  • DOI:
    10.1208/s12248-017-0133-1
  • 发表时间:
    2017-11-01
  • 期刊:
    AAPS JOURNAL
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Cao, Mingnan;Wang, Huixia;Kong, Ah-Ng
  • 通讯作者:
    Kong, Ah-Ng
The selective post-translational processing of transcription factor Nrf1 yields distinct isoforms that dictate its ability to differentially regulate gene expression.
转录因子 Nrf1 的选择性翻译后加工产生不同的亚型,决定了其差异调节基因表达的能力
  • DOI:
    10.1038/srep12983
  • 发表时间:
    2015-08-13
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Zhang Y;Li S;Xiang Y;Qiu L;Zhao H;Hayes JD
  • 通讯作者:
    Hayes JD
Potential involvement of miR-375 in the premalignant progression of oral squamous cell carcinoma mediated via transcription factor KLF5.
miR-375 可能参与转录因子 KLF5 介导的口腔鳞状细胞癌癌前进展。
  • DOI:
    10.18632/oncotarget.5502
  • 发表时间:
    2015-11-24
  • 期刊:
    Oncotarget
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Shi W;Yang J;Li S;Shan X;Liu X;Hua H;Zhao C;Feng Z;Cai Z;Zhang L;Zhou D
  • 通讯作者:
    Zhou D
Molecular and cellular basis for the unique functioning of Nrf1, an indispensable transcription factor for maintaining cell homoeostasis and organ integrity
Nrf1 独特功能的分子和细胞基础,Nrf1 是维持细胞稳态和器官完整性不可或缺的转录因子
  • DOI:
    10.1042/bj20151182
  • 发表时间:
    2016-04-15
  • 期刊:
    BIOCHEMICAL JOURNAL
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Zhang, Yiguo;Xiang, Yuancai
  • 通讯作者:
    Xiang, Yuancai

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其他文献

基于免疫原理的逻辑电路设计算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计算机工程与应用,42(11):38-40,2006年4月
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张义国;罗文坚;王煦法
  • 通讯作者:
    王煦法
PDMS微柱阵列型拓扑结构基底增强HepG2细胞TRPV1、TRPV4通道表达及功能响应性
  • DOI:
    10.13523/j.cb.20151001
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国生物工程杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宋明丽;林雨;罗南书;冯全义;黄岂平;张晃猷;张义国;吴泽志
  • 通讯作者:
    吴泽志

其他文献

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张义国的其他基金

鉴定Nrf1α/TCF11作为癌症化学预防的一个新策略靶点并阐明抗氧化-内质网应激的防御机制
  • 批准号:
    81872336
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    57.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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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