金属硫蛋白对金属离子诱导β淀粉样蛋白神经细胞毒性的抑制作用研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21475084
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    85.0万
  • 负责人：
    徐茂田
  • 依托单位：
    商丘师范学院
  • 学科分类：
    B0402.电分析化学
  • 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

Alzheimer's disease (AD) is one of the most common neurodegenerative diseases, with a high incidence among elderly people. Metals ion mediated accumulation/fibrosis of amyloid beta protein (Aβ), decreased level of metallothionein(MT) often occurs in the brain of AD patients. Studies on the inhibitory effect of MT on the aggregation and neurotoxicity on Aβ will further understanding the role of MT in the formation, development and treatment process of AD. We intend to adopt an electrochemical technology assisted with Thioflavin fluorescence analysis (ThT), atomic force microscopy (AFM) and circular dichroism (CD)spectrum technique to study the inhibition effects of different subtypes of Zn7-MT on Cu mediated Aβ aggregation. Meanwhile, taken N2a and PC12 cell lines as research objects to study the inhibition effects of different subtypes of Zn7-MT on the neurotoxicity of Aβ-Cu by the aid of MTT assay, stripping voltammetry, graphite furnace atomic absorption spectrometry and 3-CCA fluorescence probe methods. The implementation of this project will be further widen the application area of biosensing techniche, also helps us to understand the unrevealed function of MT on the pathology and toxicology of AD.
阿尔茨海默病(AD)是一类在老年人中发病率很高的神经退行性疾病，在AD病人的脑部区域常伴有金属离子介导的β-淀粉样蛋白(Aβ)的聚集和纤维化以及金属硫蛋白（MT）的下调。研究MT对Aβ的聚集及其神经元细胞毒性的抑制作用对于深入理解MT在AD症的形成、发展以及治疗领域所起的作用具有十分重要的意义。本项目拟采用电化学相关技术辅助硫磺素(ThT)荧光分析、原子力显微镜（AFM）以及圆二色光谱（CD）技术研究不同亚型Zn7-MT对Cu介导Aβ聚集的抑制作用，并以N2a 和PC12细胞株为研究对象，借助 MTT 法、溶出伏安法、石墨炉原子吸收法以及3-CCA 荧光探针法研究不同亚型Zn7-MT对Aβ-Cu神经元细胞毒性的抑制作用。本项目的实施将进一步拓宽新型生物传感技术的应用领域并有助于对MT在AD的病理及毒理研究中所起的重要作用进行更深入的了解。

结项摘要

铜离子介导的Aβ异常聚集可能是AD的主要致病因素之一，其会对神经元细胞造成严重的损伤，并最终导致神经元的凋亡和脑功能缺失。有报道称正常人的大脑中普遍存在的金属硫蛋白（Zn7-MT3）可以与过量铜离子生成稳定的复合物，抑制毒性Aβ聚集体的生成，消除活性氧，最终达到保护神经元细胞的效果。为了进一步研究Zn7-MT3对铜离子介导的Aβ神经细胞毒性的抑制作用，本项目以N2a和PC12细胞株为研究对象，利用MTT法、AFM成像、ThT荧光法以及3-CCA荧光探针法等技术研究了Zn7-MT3对Aβ1-42+Cu(II)的神经元细胞毒性抑制作用。研究结果表明，Zn7-MT3通过与Cu(II)形成稳定的簇状复合物而降低游离的Cu(II)浓度，避免了Cu(II)诱导Aβ的聚集过程，降低氧化压力，使神经细胞免受损伤。而Zn7-MT3与Cu(II)形成复合物时所释放的部分Zn(II)介导的Aβ聚集体是没有细胞毒性的，且其能够抑制Aβ介导的氧化还原反应，降低有毒自由基的生成，对神经细胞具有一定的保护作用。故Zn7-MT3是一种潜在的铜离子诱导Aβ聚集抑制剂，并可通过蛋白质间锌离子与铜离子的交换取代作用降低Aβ1-42+Cu(II)对神经细胞的毒性作用。在开展上述工作的同时，课题组还建立了可用于Aβ及相关蛋白或小分子检测的多种快速、灵敏、高选择性的传感方法，结果令人满意。本项目的实施有助于对Zn7-MT3在 AD的病理及毒理研究中所起的重要作用进行更深入的了解，同时也进一步拓宽了新型生物传感技术的应用领域。

项目成果

期刊论文数量（27）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（5）
专利数量（23）
A retrievable, water-soluble and biocompatible fluorescent probe for recognition of Cu(II) and sulfide based on a peptide receptor
一种可回收、水溶性和生物相容性荧光探针，用于基于肽受体识别 Cu(II) 和硫化物
  • DOI：
    10.1016/j.talanta.2015.04.075
  • 发表时间：
    2015-10-01
  • 期刊：
    TALANTA
  • 影响因子：
    6.1
  • 作者：
    Hao, Yuanqiang;Chen, Wansong;Xu, Maotian
  • 通讯作者：
    Xu, Maotian
Simultaneous determination of dopamine and ascorbic acid using beta-cyclodextrin/Au nanoparticles/graphene-modified electrodes
使用β-环糊精/金纳米颗粒/石墨烯修饰电极同时测定多巴胺和抗坏血酸
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Analytical Methods
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    Chang Z.;Zhou Y. L.;Hao L. J.;Hao Y. Q.;Zhu X.;Xu M. T.
  • 通讯作者：
    Xu M. T.
A sensitive aptasensor for the detection of beta-amyloid oligomers based on metal-organic frameworks as electrochemical signal probes
基于金属有机框架作为电化学信号探针的用于检测β-淀粉样蛋白寡聚体的灵敏适体传感器
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Analytical Methods
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    Zhou Y. L.;Li C. M.;Li X. Q.;Zhu X.;Ye B. X.;Xu M. T.
  • 通讯作者：
    Xu M. T.
Fluorescence turn-on and colorimetric dual readout assay of glutathione over cysteine based on the fluorescence inner-filter effect of oxidized TMB on TMPyP
基于氧化 TMB 对 TMPyP 的荧光内滤效应的谷胱甘肽与半胱氨酸的荧光开启和比色双读数测定
  • DOI：
    10.1016/j.bios.2016.02.068
  • 发表时间：
    2016-07-15
  • 期刊：
    BIOSENSORS & BIOELECTRONICS
  • 影响因子：
    12.6
  • 作者：
    Jiang, Xiangyu;Geng, Fenghua;Xu, Maotian
  • 通讯作者：
    Xu, Maotian
Construction of a Sensitive Bisphenol A Electrochemical Sensor based on Metal-organic Framework/Graphene Composites
基于金属有机框架/石墨烯复合材料的灵敏双酚A电化学传感器的构建
  • DOI：
    10.20964/2018.05.52
  • 发表时间：
    2018-05-01
  • 期刊：
    INTERNATIONAL JOURNAL OF ELECTROCHEMICAL SCIENCE
  • 影响因子：
    1.5
  • 作者：
    Li, Congming;Zhou, Yanli;Xu, Maotian
  • 通讯作者：
    Xu, Maotian

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其他文献

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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    徐茂田
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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    徐茂田
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 作者：
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  • 发表时间：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李艳凤;王静芳;徐茂田;董川
  • 通讯作者：
    董川

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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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