G6PD缺乏诱导P2X3受体可塑性变化在糖尿病神经病理性疼痛中的作用及机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81471041
  • 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:
    H0708.糖尿病
  • 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

Painful diabetic peripheral neuropathy is common in diabetic patients, which affects quality of life severely, and the cause of the pain has not been fully elucidated. It is well known that oxidative stress is one of the most important mechanisms underlying diabetic neuropathy and that G6PD deficiency is a major cause of oxidative stress. However, it is not clear whether G6PD takes part in the development of diabetic pain. Recently, we found that the level of G6PD and NADPH were decreased in hind-paw specific DRGs in diabetic rats, and that G6PD was co-localized with P2X3 receptors in DiI labeled hind-paw specific DRG neurons. In addition, neuronal excitability was increased and the ATP evoked currents were enhanced. More importantly, purinergic P2X3 receptor expression in hind-paw specific DRGs was increased in diabetic rats while miR 31-5p expression was reduced which may be involved in the regulation of P2X3 expression. Based on these exciting preliminary data, we hypothesize that (1). Reductase G6PD deficiency plays a crucial role in hind-paw hyperalgesia by up-regulating expression and function of P2X3 receptors and increasing excitability of hind-paw specific DRG neurons in diabetic rats, and (2). Oxidative stress due to reductase G6PD deficiency regulates expression of P2X3 receptors through epigenetic mechanism. To test these hypotheses, we will investigate the following specific aims: Specific Aim 1: To determine the role of G6PD in hind-paw hyperalgesia in diabetic rats; Specific Aim 2: To investigate the epigenetic mechanisms of P2X3 up-regulation due to G6PD deficiency in diabetic rats. VFF and thermal stimulator will be used to record painful behavior in normal and diabetic rats. Patch clamp recordings will be performed in vitro on single hind-paw-specific primary sensory neurons acutely isolated from these rats labeled with DiI. Expression of key nociceptive gene (i.e., G6PD, P2X3, miR31-5P) will be examined with immunocytochemistry, western blotting and (or) RT-PCR analyses. We expect that our studies may clarify mechanisms by which oxidative stress induced epigenetic regulation of key nociceptive genes in the diabetic neuropathy. This added knowledge would provide new strategies for treatment for peripheral neuropathic pain in patients with diabetes.
糖尿病痛性神经病变对患者生活质量影响大,机制尚不明确。还原酶G6PD功能减退是引起氧化应激的重要原因,预实验显示:1.糖尿病大鼠后肢特异性脊髓背根节(L4-6 DRG)中G6PD表达下调,NADPH降低,G6PD与P2X3共定位于上述神经元中;2.上述 DRG中ATP配体门控通道P2X3表达上调,神经元ATP电流增加、兴奋性增加;3.可能参与调控P2X3表达的miR31-5p水平降低。由此假设:高糖状态下,G6PD缺乏引起神经元氧化应激,通过降低miR31-5p水平,上调P2X3的表达及功能,增加神经元兴奋性,导致疼痛。本课题将通过在体动物模型和离体研究,探讨:1. 糖尿病神经病理性疼痛模型中是否存在G6PD表达与功能缺乏,后者能否激活P2X3引起疼痛。2.G6PD缺乏参与调控P2X3可塑性(表达与功能)的具体机制。从分子水平解释糖尿病痛性神经病变的形成机制,为治疗提供理论依据。

结项摘要

糖尿病痛性神经病变对患者生活质量影响大,机制尚不明确。结合前期研究结果,本项目拟探讨:1.糖尿病大鼠是否存在G6PD缺乏,后者能否激活P2X3引起疼痛。2.G6PD缺乏是否通过调控miRNA31-5p影响P2X3可塑性变化。后续实验发现,在体过表达G6PD后能降低糖尿病大鼠L4-6 DRG中P2X3的表达,但对miRNA31-5p表达没有明显影响,提示G6PD缺失并不是通过调控miRNA来影响P2X3的表达。结合更多的实验结果,调整研究内容为:1. P2X3启动子区DNA甲基化状态及其与转录因子NF-κB的相互作用。2. G6PD缺乏对TLR4/NF-κB信号通路的调控作用。方法:应用VFF机械刺激及热刺激技术,测定大鼠缩爪阈值;应用膜片钳技术检测后肢特异性DRG神经元ATP电流密度;应用Western blotting及RT-PCR技术检测表达水平;应用免疫荧光技术研究分子的定位及表达;应用MS-PCR及BS-PCR技术测定P2X3启动子区甲基化状态;应用CHIP技术检测NF-κB与P2X3启动子区的结合度。结果显示:1. 鞘内注射P2X受体抑制剂Suramin及P2X3选择性抑制剂A-317491均能明显缓解糖尿病大鼠后肢痛觉过敏。2. 糖尿病大鼠L4-6 DRG神经元ATP电流密度明显升高,P2X3表达明显高于对照组。3. 糖尿病大鼠L4-6 DRG中p2x3基因启动子区DNA甲基化水平明显降低,且NF-kB与p2x3基因启动子区的结合度明显增加。4. 糖尿病大鼠L4-6 DRG中NF-κB表达明显升高,腹腔注射NF-κB抑制剂PDTC能明显缓解糖尿病大鼠后肢痛觉过敏、明显降低P2X3表达。5. 给予NF-κB siRNA慢病毒鞘内注射后,糖尿病大鼠L4-6 DRG中P2X3表达明显下调。结果还显示:1. 糖尿病大鼠L4-6 DRG中G6PD表达水平显著低于对照大鼠,而TLR4表达水平显著高于对照大鼠。2. 免疫荧光结果显示G6PD及TLR4均广泛表达于DRG神经元中,并且广泛共定位。3. 鞘内注射G6PD过表达腺病毒能够明显缓解糖尿病大鼠后肢痛觉过敏,且能显著降低L4-6 DRG中TLR4的表达。4. 鞘内注射TLR4选择性抑制剂CLI095能够明显缓解糖尿病大鼠后肢痛觉过敏。预期通过本项目的研究初步揭示糖尿病后肢痛觉过敏的形成机理,为治疗提供理论依据。

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The efficacy and safety of DPP4 inhibitors in patients with type 1 diabetes: A systematic review and meta-analysis
DPP4 抑制剂对 1 型糖尿病患者的疗效和安全性:系统评价和荟萃分析
  • DOI:
    10.1016/j.diabres.2016.08.022
  • 发表时间:
    2016-11-01
  • 期刊:
    DIABETES RESEARCH AND CLINICAL PRACTICE
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Guo, Heming;Fang, Chen;Hu, Ji
  • 通讯作者:
    Hu, Ji
A novel nonsense mutation of the HNF1α in maturity-onset diabetes of the young type 3 in Asian population
亚洲人群中青年 3 型成年发病糖尿病中 HNF1 α 的新型无义突变
  • DOI:
    10.1016/j.diabres.2015.05.026
  • 发表时间:
    2015-08-01
  • 期刊:
    DIABETES RESEARCH AND CLINICAL PRACTICE
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Fang, Chen;Huang, Jian;Hu, Ji
  • 通讯作者:
    Hu, Ji
Lipasin, a biomarker of diabetic retinopathy
Lipasin,糖尿病视网膜病变的生物标志物
  • DOI:
    10.1016/j.diabres.2016.01.029
  • 发表时间:
    2016-05-01
  • 期刊:
    DIABETES RESEARCH AND CLINICAL PRACTICE
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Fang, Chen;Huang, Yun;Hu, Ji
  • 通讯作者:
    Hu, Ji
Genome-wide gene expression profiling reveals that CD274 is up-regulated new-onset type 1 diabetes mellitus
全基因组基因表达谱揭示 CD274 在新发 1 型糖尿病中表达上调
  • DOI:
    10.1007/s00592-017-1005-y
  • 发表时间:
    2017-08-01
  • 期刊:
    ACTA DIABETOLOGICA
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Fang, Chen;Huang, Yun;Hu, Ji
  • 通讯作者:
    Hu, Ji
Angiopoietin-like protein 8 in early pregnancy improves the prediction of gestational diabetes
妊娠早期血管生成素样蛋白 8 可以提高妊娠糖尿病的预测。
  • DOI:
    10.1007/s00125-017-4505-y
  • 发表时间:
    2018-03-01
  • 期刊:
    DIABETOLOGIA
  • 影响因子:
    8.2
  • 作者:
    Huang, Yun;Chen, Xin;Hu, Ji
  • 通讯作者:
    Hu, Ji

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其他文献

慢性炎症与糖尿病神经病变的关系
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    医学综述
  • 影响因子:
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  • 作者:
    韩兴发;张弘弘;胡吉
  • 通讯作者:
    胡吉
生长激素释放激素在垂体生长激素
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    复旦学报(医学版),33(4):463-466,2006。
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    沈烨;胡吉;张玉林;王宣春;胡
  • 通讯作者:
螺内酯对db/db糖尿病小鼠肾脏的保护作用及其机制研究
  • DOI:
    10.3760/cma.j.issn.1674-5809.2015.04.013
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    陆晓兰;杨慧;刘文娟;王蒙;杨叶萍;严琳玲;谢丽娜;王熠;鹿斌;胡吉;李益明;胡仁明;张朝云
  • 通讯作者:
    张朝云
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  • DOI:
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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:
    胡吉;王宣春;沈烨;胡仁明*
  • 通讯作者:
    胡仁明*

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胡吉的其他基金

PD-L1/PD-1信号减弱诱导TRPA1可塑性变化在糖尿病神经病理性疼痛中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82170836
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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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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