血红素对胰岛素敏感性的调控作用和分子机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31470768
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    85.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0505.蛋白质、多肽与酶生物化学
  • 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

Insulin resistance is a major feature of type 2 diabetes. It has been reported that the uptake of heme is positively correlated with type 2 diabetes, but the effect of heme on insulin sensitivity and the underlying mechanisms are still unclear. Heme is an important cofactor for oxygen transport, respiratory electron transport and so on, and is also a sensor of gases such as oxygen. Recently, heme has been shown to reversibly bind with some proteins to regulate their biological functions. In this study, first, we will investigate whether heme can induce insulin resistance at cellular and animal levels. Second, we will analyze and screen potential heme binding proteins from proteins correlated with insulin sensitivity, according to the feature of heme binding motif and the binding assay for heme and the synthetic peptides. Subsequently, for the validated peptides, the corresponding proteins will be expressed and purified from prokaryotic and eukaryotic systems, and their binding with heme will be confirmed by specific light absorption and LC/MS. Then, the effect of heme on these heme binding proteins and the underlying molecular mechanisms will be investigated. Finally, the heme binding proteins will be overexpressed or knocked down by siRNA to investigate whether a specific heme binding protein mediates the effect of heme on insulin sensitivity at both cellular and animal levels. If this project can be approved, we will elucidate the effect of heme on insulin sensitivity and the related molecular mechanisms, which will provide new clues for preventing and treating insulin resistance related diseases.
胰岛素抵抗是2型糖尿病的主要特征。人群研究显示血红素摄入量与胰岛素抵抗和2型糖尿病呈正相关,但血红素对胰岛素敏感性的调控作用和机制还不太清楚。血红素可作为蛋白的辅因子参与运载氧、传递电子等并可感应氧气等气体。最近研究发现血红素还可与蛋白可逆结合而调控其生物学功能。本项目拟首先在细胞和小鼠水平研究血红素对胰岛素抵抗的诱导作用。其次,根据氨基酸序列特征和多肽与血红素的结合实验,分析和筛选可能与血红素结合的胰岛素敏感性调控蛋白。接着,通过原核和真核表达纯化候选蛋白并进行比色和质谱分析等,验证与血红素的结合。对于找到的血红素结合蛋白,研究血红素对其调控作用并探索相关分子机制。最后,在细胞和动物水平,通过过表达或siRNA调节蛋白水平,研究血红素诱导的胰岛素抵抗是否由某个特定的血红素结合蛋白所介导。本项目的开展将揭示血红素对胰岛素抵抗的诱导作用和相关分子机制,为胰岛素抵抗相关疾病的防治提供新的思路。

结项摘要

胰岛素抵抗是2型糖尿病的主要特征,但血红素对胰岛素敏感性的调控作用和机制还不太清楚。本项目以原代肝细胞和小鼠作为研究模型,发现在胰岛素抵抗的情况下,高铁血红素能改善原代肝细胞胰岛素信号转导,包括增强胰岛素信号通路关键蛋白的磷酸化和胰岛素刺激的FoxO1的出核转运,提示高铁血红蛋白可以改善胰岛素敏感性。此外,高铁血红素能减少棕榈酸诱导的原代肝细胞甘油三酯和游离脂肪酸的积累。在高脂诱导小鼠的食物中添加高铁血红素能降低小鼠体重、空腹血糖和甘油三酯水平,减少能量摄入,改善胰岛素耐受和葡萄糖耐受以及肝脏胰岛素敏感性和肝脏脂肪变性。进一步研究发现高铁血红素处理后能下调小鼠肝脏中脂肪合成调控、脂肪酸摄入和储存的关键基因的mRNA和蛋白水平,同时上调脂肪酸氧化关键基因的mRNA水平和CPT1的酶活力水平。本项目的研究结果为胰岛素抵抗相关脂代谢疾病的防治提供了新的思路。本项目自立项以来,共发表研究论文6篇,其中有1篇论文获得专评。总体上较好地完成了本项目。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Sperm tsRNAs contribute to intergenerational inheritance of an acquired metabolic disorder
精子 tsRNA 有助于获得性代谢紊乱的代际遗传
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Science
  • 影响因子:
    56.9
  • 作者:
    Qi Chen;Menghong Yan;Zhonghong Cao;Xin Li;Yunfang Zhang;Junchao Shi;Guihai Feng;Hongying Peng;Xudong Zhang;Ying Zhang;Jingjing Qian;Enkui Duan;Qiwei Zhai;Qi Zhou
  • 通讯作者:
    Qi Zhou
Sperm tsRNAs and acquired metabolic disorders
精子 tsRNA 与获得性代谢紊乱
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Endocrinology
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Menghong Yan;Qiwei Zhai
  • 通讯作者:
    Qiwei Zhai
Down-regulation of Risa improves insulin sensitivity by enhancing autophagy
Risa 的下调通过增强自噬提高胰岛素敏感性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    The FASEB Journal
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yuangao Wang;Yanan Hu;Chenxia Sun;Shu Zhuo;Zhishui He;Hui Wang;Menghong Yan;Jun Liu;Yi Luan;Changgui Dai;Yonggang Yang;Rui Huang;Ben Zhou;Fang Zhang;Qiwei Zhai
  • 通讯作者:
    Qiwei Zhai
Short-term tamoxifen treatment has long-term effects on metabolism in high-fat diet-fed mice with involvement of Nmnat2 in POMC neurons
短期他莫昔芬治疗对高脂饮食喂养小鼠的代谢具有长期影响,且 POMC 神经元中的 Nmnat2 参与其中
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    FEBS Lett.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhiyuan Liu;Yalan Cheng;Yi Luan;Wuling Zhong;Hejin Lai;Hui Wang;Huimin Yu;Yale Yang;Ning Feng;Feixiang Yuan;Zhishui He;Fang Zhang;Menghong Yan;Hao Yin;Feifan Guo;Qiwei Zhai
  • 通讯作者:
    Qiwei Zhai
CLOCK and BMAL1 regulate muscle insulin sensitivity via SIRT1 in male mice
CLOCK 和 BMAL1 通过 SIRT1 调节雄性小鼠的肌肉胰岛素敏感性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Endocrinology
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Jun Liu;Ben Zhou;Menghong Yan;Rui Huang;Yuangao Wang;Zhishui He;Yonggang Yang;Changgui Dai;Fang Zhang;Qiwei Zhai
  • 通讯作者:
    Qiwei Zhai

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其他文献

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翟琦巍的其他基金

tsRNA的末端修饰及其在遗传信息传递中作用和机制研究
  • 批准号:
    91740103
  • 批准年份:
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  • 资助金额:
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线粒体在轴突退行性病变中的作用及其机制
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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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