线粒体功能紊乱与炎症在奶牛脂肪肝肝脂代谢紊乱中的作用机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31772810
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1809.临床兽医学
  • 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

Dairy cows with fatty liver display high blood concentration of nonesterified fatty acid (NEFA) and hepatic lipid metabolic disorder. High blood concentration of NEFA exists lipotoxicity. Mitochondria are the main organelles that metabolize NEFA in hepatocytes. Therefore, high level of NEFA may impair the mitochondrial function. Furthermore, dairy cows with fatty liver display different levels of inflammation, which may cooperate with mitochondrial dysfunction influences the hepatic lipid metabolism. Accordingly, we hypothesized that high blood concentration of NEFA could influence the mitochondrial function and inflammatory pathway in bovine hepatocytes. In vivo, dairy cows with fatty liver were used as animal model. In vitro, the bovine hepatocytes were cultured and treated with varied levels of NEFA and antioxidant N-acetyl-L-cysteine (NAC), and transfected with PGC-1α, Mfn2, NRF1, TLR2 and TLR4 overexpression adenovirus and TLR2 and TLR4-silencing adenovirus, respectively. The key molecules in the hepatic lipid metabolism, mitochondrial function and inflammatory pathway were detected to evaluate the changes of mitochondrial function and inflammatory pathway, to investigate the effect of NEFA on the lipid metabolism, mitochondrial function and inflammatory pathway, and to reveal the mechanism of cooperationof effects of mitochondrial dysfunction and inflammatory pathway on the hepatic lipid metabolism in dairy cows with fatty liver. This study will provide valuable information to reveal the pathogenesis of fatty liver in dairy cows.
脂肪肝奶牛存在高非酯化脂肪酸(NEFA)血症和肝脂肪代谢紊乱。高NEFA具有脂毒性,线粒体是NEFA的主要代谢场所,所以高NEFA可能影响线粒体功能。此外,脂肪肝奶牛还表现出不同程度的炎性反应,有可能与线粒体功能紊乱一起扰乱脂代谢。据此,本项目提出高NEFA血症可影响奶牛肝细胞的线粒体代谢功能和活化炎性通路的科学假设。通过不同程度脂肪肝奶牛体内实验,及体外培养奶牛肝细胞添加NEFA和抗氧化剂(NAC)实验,构建重组腺病毒载体过表达PGC-1α、Mfn2、NRF1、TLR2和TLR4及沉默TLR2和TLR4,并分别转染上述腺病毒,检测肝细胞脂代谢、线粒体功能及炎性信号通路关键分子变化,以明确不同程度脂肪肝奶牛线粒体功能和炎性通路活化水平,明确NEFA对肝细胞脂代谢、线粒体功能和炎性信号通路的影响及线粒体功能紊乱与炎性通路协同影响肝脂代谢的机制,为阐明奶牛脂肪肝的发病机制提供理论依据。

结项摘要

围产期能量负平衡(NEB)引起奶牛脂肪组织动员,由此产生的高浓度非酯化脂肪酸(NEFA)可导致脂肪肝和酮病,二者的发生可引起奶牛肝脏和乳腺组织代谢变化。因此,本项目的主要研究内容为探究围产期NEB奶牛高NEFA血症引起的肝脏和乳腺组织的代谢紊乱。本项目通过围产期奶牛体内实验发现,脂肪肝奶牛肝脏存在内质网应激(ERS),脂合成升高,脂氧化降低,炎性信号通路激活,MFN2低表达,由此引起肝脏脂蓄积和炎性反应;酮病奶牛存在系统性炎症,肝脏存在脂蓄积及肝损伤,炎性信号通路激活;临床酮病奶牛乳腺组织存在线粒体功能障碍和氧化应激,酮病奶牛乳腺组织自噬增强。通过体外奶牛肝细胞实验发现,高浓度的NEFA可以抑制奶牛肝细胞自噬激活、脂氧化和MFN2表达,可诱导ERS,促进脂合成和氧化应激,激活炎性信号通路;丙酸可通过促进自噬缓解PA引起的肝细胞自噬活性降低及ERS,增加细胞活力。体外肝细胞沉默MFN2可促进高浓度NEFA诱导的奶牛肝细胞脂蓄积和炎性信号通路的激活;过表达MFN2可缓解高浓度NEFA诱导的奶牛肝细胞脂蓄积和炎性信号通路激活。本项目研究结果阐明了围产期NEB奶牛肝脏和乳腺线粒体功能、脂代谢信号通路、炎性信号通路、氧化应激、ERS及自噬信号通路的变化,明确了高浓度的NEFA引起奶牛肝脏和乳腺代谢紊乱的具体作用机制,可为揭示围产期奶牛营养代谢病的发病机制及科学防控提供实验和理论依据。

项目成果

期刊论文数量(24)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Cyanidin-3-O-glucoside improves non-alcoholic fatty liver disease by promoting PINK1-mediated mitophagy in mice
Cyanidin-3-O-glucoside 通过促进 PINK1 介导的线粒体自噬改善小鼠非酒精性脂肪肝
  • DOI:
    10.1111/bph.15083
  • 发表时间:
    2020-06-14
  • 期刊:
    BRITISH JOURNAL OF PHARMACOLOGY
  • 影响因子:
    7.3
  • 作者:
    Li, Xinwei;Shi, Zhen;Liu, Guowen
  • 通讯作者:
    Liu, Guowen
High expression of cell death-inducing DFFA-like effector a (CIDEA) promotes milk fat content in dairy cows with clinical ketosis
细胞死亡诱导 DFFA 样效应子 a (CIDEA) 的高表达可提高临床酮症奶牛的乳脂含量
  • DOI:
    10.3168/jds.2018-15439
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Dairy Science
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Sun Xudong;Wang Yazhe;Loor Juan J;Bucktrout Ryan;Shu Xin;Jia Hongdou;Dong Jihong;Zuo Rankun;Liu Guowen;Li Xiaobing;Li Xinwei
  • 通讯作者:
    Li Xinwei
Adipose tissue proteomic analysis in ketotic or healthy Holstein cows in early lactation
泌乳早期酮症或健康荷斯坦奶牛的脂肪组织蛋白质组学分析
  • DOI:
    10.1093/jas/skz132
  • 发表时间:
    2019-07-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF ANIMAL SCIENCE
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Xu, Qiushi;Li, Xiaobing;Li, Xinwei
  • 通讯作者:
    Li, Xinwei
Mitochondrial membrane protein mitofusin 2 as a potential therapeutic target for treating free fatty acid-induced hepatic inflammation in dairy cows during early lactation
线粒体膜蛋白线粒体融合蛋白 2 作为治疗泌乳早期奶牛游离脂肪酸诱导的肝脏炎症的潜在治疗靶点
  • DOI:
    10.3168/jds.2019-17652
  • 发表时间:
    2020-06-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF DAIRY SCIENCE
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Dong, Jihong;Bobe, Gerd;Li, Xinwei
  • 通讯作者:
    Li, Xinwei
Low abundance of mitofusin 2 in dairy cows with moderate fatty liver is associated with alterations in hepatic lipid metabolism
中度脂肪肝奶牛中线粒体融合蛋白 2 的低丰度与肝脏脂质代谢的改变有关
  • DOI:
    10.3168/jds.2019-16544
  • 发表时间:
    2019-08-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF DAIRY SCIENCE
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Dong, Jihong;Loor, Juan J.;Li, Xinwei
  • 通讯作者:
    Li, Xinwei

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罗格列酮对非酯化脂肪酸体外诱导的犊牛原代肝细胞线粒体功能紊乱的影响
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    --
  • 作者:
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  • 作者:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    刘国文;李心慰;李小兵;王哲
  • 通讯作者:
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  • DOI:
    10.13207/j.cnki.jnwafu.2017.06.006
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    西北农林科技大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    董记红;吴金节;林根祥;王希春;冯士彬;郝宁;邹苏萍;陶焕青;李玉;王哲;刘国文;李心慰
  • 通讯作者:
    李心慰

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脂滴蛋白Cidea在酮病奶牛脂肪组织脂解中的作用及调节机制
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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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