Epac-Rap1通路在牡荆素介导的抗心肌缺血/再灌注损伤中的作用及机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81470432
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    73.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0202.心肌损伤、修复、重构和再生
  • 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

Ischemic heart disease is the leading cause of death worldwide, which develops as a consequence of a number of etiological risk factors. This disease always coexists with such disease states as systemic arterial hypertension and related left ventricular hypertrophy, hyperlipidemia, and atherosclerosis, diabetes and insulin resistance, heart failure, as well as aging. Myocardial ischemia reperfusion (MI/R) injury is known to occur on the restoration of coronary blood flow after a period of myocardial infarction (MI) during using such treatment strategies as thrombolysis, percutaneous transluminal coronary angioplasty, and coronary bypass surgery. MI/R injury is associated with the increased reactive oxygen species (ROS), calcium overloading, and the loss of membrane phospholipids especially during the reperfusion. We have previously found that vitexin, a natural product, can alleviate the myocardial IRI damage, but the underlying mechanisms remains unknown. Exchange protein directly activated by cAMP (epac) is a multidomain cAMP mediator, which regulates diverse biological functions. These novel cAMP mediators including Epac1 (cAMP-GEF-I) and Epac2 (cAMP-GEF-II) are known as guanine nucleotide exchange factors for Ras-like small GTPases. They are activated by cAMP, leading to the activation of Rap1. They also regulate calcium homeostasis, ion transportation and myocardial metabolism in the cardiomyocytes. Our preliminary study showed that myocardial MI/R injury up-regulated Epac and Rap1 protein expression, which was attenuated by vitexin. We thus hypothesize that Epac-Rap1 signaling pathway participates in vitexin-mediated protection of MI/R injury. To test this hypothesis, we will examine the impact of MR/I injury on Epac and Rap1 expression and the protective role of vitexin in our established MI/R rat model. Furthermore, cell biological, pharmacological and molecular approaches will also be used to determine the cellular and molecular mechanisms in MI/R injury. This study will provide valuable insights into developing therapeutic approaches targeting myocardial ischemic reperfusion injury.
心肌缺血再灌注损伤(IRI)严重危害人类健康,本课题组前期研究发现牡荆素对心肌IRI有保护作用,其机制尚未阐明。环腺苷酸结合蛋白(Epac)是一种新型cAMP通路的效应分子,在心肌细胞内,Epac调节兴奋-收缩偶联和钙离子稳态。最新预实验发现大鼠心肌IRI后心肌Epac蛋白表达增加与心肌损伤程度成正比;牡荆素后处理大鼠心肌IRI可抑制心肌Epac上调和下游Rap1激活,解除Epac对缺氧复氧心肌细胞ATP敏感钾通道的抑制作用。据此我们假定牡荆素可通过调控Epac-Rap1通路发挥心肌IRI的保护作用。为验证该假说,本项目通过建立在体大鼠心肌IRI模型和原代心肌细胞缺氧复氧模型,研究心肌IRI过程中Epac及其下游信号分子的动态变化,并探明牡荆素通过Epac-Rap1途径对心肌IRI保护作用机制。本研究结果将揭示牡荆素治疗心肌IRI的潜在分子机制,为临床治疗心肌IRI提供新靶标和实验依据。

结项摘要

心脏缺血再灌注损伤严重危害人类健康,Epac-Rap1信号通路在心肌IRI是否发挥重要作用,项目将探讨牡荆素(VT)介导Epac-Rap1信号通路抗大鼠心肌缺血再灌注损伤的分子机制。项目在整体动物模型和体外细胞两个层面考察Epac-Rap1信号通路参与心肌IRI病理生理机制。研究结果显示,大鼠MIRI后,心肌细胞内信号分子Epac1激活,并导致其下游的Rap1激活,促进心肌损伤; 8-CPT可进一步促进心肌细胞Epac1过表达和下游Rap1激活,加重心肌损伤; ESI-09可抑制Epac1和下游Rap1的激活,并抑制Epac1mRNA及Rap1mRNA基因表达,抑制CaMKⅡ蛋白的表达和ERK的磷酸化;VT可显著抑制MIRI大鼠心肌损伤,抑制心肌细胞Epac1的激活和下游Rap1活化,抑制CaMKⅡ蛋白的表达和ERK磷酸化,抑制Epac1mRNA及Rap1mRNA基因表达,ESI-09与VT具有协同作用。在心肌细胞OGD模型上, 细胞活力降低,LDH释放增加,心肌细胞内Epac1激活,下游Rap1的表达增加; 8-CPT增强心肌细胞Epac1过表达,增加下游Rap1的表达,并导致胞内钙超载,加重心肌细胞损伤; ESI-09可抑制心肌细胞Epac1的激活与过表达,抑制下游Rap1的表达与CaMKⅡ蛋白的表达,并增加ERK的磷酸化,抑制钙超载;VT(10μmol/L)可显著抑制OGD心肌细胞Epac1的激活及过表达,抑制其下游Rap1的表达,抑制CaMKⅡ蛋白表达,增加ERK磷酸化,减轻心肌细胞损伤。Epac1基因沉默后,心肌细胞Epac1及其下游相关蛋白、胞内钙离子浓度下降,并抑制ERK磷酸化;Epac2基因沉默后,心肌细胞Epac2表达下调,Epac1及其下游相关蛋白、胞内钙离子浓度无明显变化, ERK磷酸化减少。VT预处理后,慢病毒稳转Epac1或Epac2进细胞, Epac1或Epac2基因沉默后, ERK磷酸化均抑制;Epac1沉默后,胞内钙离子浓度降低;但Epac2沉默后,胞内钙离子浓度无明显变化。免疫共沉淀实验中,下拉Epac1后可检测到其下游Rap1的蛋白表达,证实细胞内Epac1 与Rap1蛋白间存在相互作用。项目初步探明了牡荆素调控心肌Epac-Rap1信号通路参与保护缺血心肌的分子机制,为牡荆素应用于临床治疗心肌IRI提供实验基础和理论依据。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(5)
专利数量(2)
Activation of the calcium-sensing receptor promotes apoptosis by modulating the JNK/p38 MAPK pathway in focal cerebral ischemia-reperfusion in mice
钙敏感受体的激活通过调节 JNK/p38 MAPK 通路促进局灶性脑缺血再灌注小鼠细胞凋亡
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    American Journal of Translational Research
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Zhen Yilan;Ding Caijuan;Sun Jiaqiang;Wang Yanan;Li Sheng;Dong Liuyi
  • 通讯作者:
    Dong Liuyi
注射用牡荆素与葛根素注射液抗大鼠心肌缺血/再灌注损伤量效关系的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    安徽医科大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王亚男;彭成凤;甄毅岚;董六一
  • 通讯作者:
    董六一
牡荆素对小鼠急性内脏痛的调节及机制研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    徐州医学院学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    章功良;董六一;李北平;张咏梅
  • 通讯作者:
    张咏梅
5-羟色胺5-HT_(2C)受体激动剂抑制吗啡依赖小鼠纳洛酮诱导的戒断行为
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国药理学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴县;江勤;庞刚;刘欢;陶欣荣;董六一;章功良
  • 通讯作者:
    章功良
环腺苷酸结合蛋白在心脏功能及相关心脏疾病中的作用研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中华老年心脑血管病杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王鑫;董六一
  • 通讯作者:
    董六一

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其他文献

青藤碱对大鼠海马神经元缺血损伤的保护作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国药理学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴文宁;王玉婵;董六一;陈志武
  • 通讯作者:
    陈志武

其他文献

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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

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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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