CaMKⅡ介导内质网应激通路促X-连锁肾上腺脑白质营养不良(X-ALD)发生的机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81800789
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0704.肾上腺及相关疾病
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

X-linked adrenoleukodystrophy is a rare inherited disorder due to the deficiency of adrenoleukodystrophy protein (ALDP) that results in very long chain fatty acids (VLCFA) accumulation in various tissues, with adrenal insufficiency and cerebral inflammatory degeneration being the main manifestation. Toxic effects of VLCFA on inducing glial cells and neurons apoptosis are important factors to trigger cerebral degeneration. Currently reports have showed that VLCFA could induce endoplasmic reticulum (ER) stress and apoptosis, targeting ER stress-associated apoptosis may serve as a potent approach to prevent cerebral degeneration. Our previous studies showed that saturated VLCFA (C26:0) could promote the phosphorylation of CaMKⅡ, increase the expression of ER stress markers (CHOP) and trigger apoptosis in the 293T cells with siRNA-mediated ABCD1 knockdown, but not in controls. Furthermore, inhibition of CaMKⅡphosphorylation caused a significant decrease in the rate of apoptosis in ABCD1‑silenced 293T cells. Hence, we put forward a viewpoint that CaMKⅡplays a crucial role in the ER stress related pathway caused by VLCFA toxicity. In this proposal, we will use X-ALD mouse model to investigate the expression of CaMKⅡand other associated markers of ER stress. Meanwhile, we will compare pathological changes in brain and spinal cord tissues, and the cognitive and locomotor impairment of X-ALD mouse model before and after the exposure to CaMKⅡinhibitors. This study is expected to reveal the underlying mechanism of X-ALD neurodegeneration caused by ER stress-mediated apoptosis via CaMKⅡphosphorylation, and provide theoretical basis and potential targets for X-ALD treatment.
X-ALD是致残致死的罕见遗传病,表现为神经退行性病变及肾上腺皮质功能减退。ALD蛋白功能缺陷使极长链脂肪酸(VLCFA)异常堆积是直接致病因素;神经细胞凋亡是中枢病损的重要成因。最新研究显示VLCFA脂毒性可致细胞内质网应激(ERS)并触发凋亡,故研究作用于ERS通路的靶分子对干预神经退行性病变意义重大。预实验发现VLCFA脂毒性激活CaMKⅡ磷酸化,上调ERS信号CHOP表达,触发细胞凋亡;抑制CaMKⅡ磷酸化可减少细胞凋亡率。据此,我们提出磷酸化CaMKⅡ在脂毒性致ERS通路中发挥重要作用的假说。本项目拟采用CRISPR/Cas9构建ABCD1基因敲除鼠模型,测定神经组织CaMKⅡ表达,应用CaMKⅡ抑制剂,分析干预前后大脑和脊髓病理以及小鼠运动功能的变化,深层次揭示CaMKⅡ介导VLCFA脂毒性致ERS的原因及其参与X-ALD神经退行性病变的机制,为治疗X-ALD提供潜在新靶点。

结项摘要

X-连锁肾上腺脑白质营养不良被收入《第一批罕见病目录》,其诊断与治疗受到罕见病研究团队的关注。该病是由于ABCD1基因突变导致ALDP蛋白功能缺陷,使极长链脂肪酸(VLCFA)不能转膜进入过氧化物酶体进行β-氧化,在大脑、脊髓、肾上腺、睾丸等组织内过度堆积,继而出现中枢神经系统受损及肾上腺皮质功能减退的表现。临床上以儿童脑型、脊髓神经病型常见,预后差,可致残致死。因其中枢神经系统退行性病变发病机制原因不明,故尚无有效治疗方法,这为患者家庭与社会带来沉重负担。已有研究提示,神经细胞凋亡是中枢病损的重要成因,而VLCFA脂毒性可致细胞内质网应激(ERS)并触发细胞凋亡,故本研究重点在于探索ERS通路的靶分子对干预神经退行性病变的作用机制。本课题获得以下研究结果:①成功获得X-ALD患者的皮肤成纤维细胞,为后续研究X-ALD致病机制以及构建筛选与开发治疗该疾病奠定了细胞平台基础;② 通过对X-ALD患者皮肤成纤维细胞进行实验,证实了VLCFA脂毒性可触发ALD细胞内发生内质网应激,线粒体氧化应激,使线粒体内钙向细胞内流动,导致细胞内钙超载;③ 同时证实,细胞内 Ca2+浓度上升,可以提高 CaMKⅡ的磷酸化,磷酸化 CaMKⅡ是参与 ERS 的关键调控因子。④本实验还构建了ABCD1基因缺陷的小鼠,通过动物实验,发现病鼠脊髓细胞存在内质网肿胀、数量减少,与野生型小鼠脊髓组织比较,凋亡途径表达基因存在差异性,这为后续进行该途径靶基因药物治疗奠定了基础。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
143例Citrin缺陷导致婴儿肝内胆汁淤积症血浆氨基酸谱分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    国际检验医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蔡燕娜;彭敏芝;林云婷;江敏妍
  • 通讯作者:
    江敏妍
儿童X-连锁肾上腺脑白质营养不良39例临床特征分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    临床儿科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蔡燕娜;邵咏贤;梁翠丽;江敏妍
  • 通讯作者:
    江敏妍

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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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