基于代谢组学研究策略的钼暴露致精子生成障碍的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81872650
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3007.卫生毒理
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Heavy metal pollution is becoming increasingly serious, and it may affect spermatogenesis. However, previous studies are limited in a small number of heavy metals with known toxicity. By using the profiling analysis for 52 kinds of urinary heavy metals in combination with OPLS-DA technique, in the preliminary experiment of this project, we found molybdenum was the heavy metal with the top contribution to spermatogenesis failure from the overall perspective of all detected heavy metals based on 500 pairs of cases of spermatogenesis failure and controls. There are few studies on male reproductive toxicity of molybdenum, and the mechanism is not clarified. The preliminary study using metabolomics analysis suggested that molybdenum might cause spermatogenesis failure by disrupting adenosine metabolism. Based on the above population, this project will use integrated metabolomics analysis of seminal plasma and urine in combination with mediating effect analysis to clarify the relationship of molybdenum exposure-adenosine metabolism-spermatogenesis failure. Independent population of high exposure to molybdenum will next be used to verify the relationship. Then, we will establish the mouse models with molybdenum treatment according to the actual exposure levels in humans, with or without the intervention of adenosine metabolism covering upstream NT5E enzyme, adenosine and downstream adenosine A1 receptor, in which we will carry out general toxicity evaluation, reproductive outcome evaluation and metabolic mechanism study to clarify the role of molybdenum exposure in spermatogenesis failure and underlying mechanism. This study will provide the basis on diagnosis, prevention and treatment of spermatogenesis failure from the new perspective of the control of molybdenum exposure.
重金属污染日趋严重可能影响精子生成,既往研究局限于少数已知毒性重金属。本项目前期实验基于500对精子生成障碍的病例和对照采用52种重金属的暴露谱分析结合OPLS-DA技术发现,钼为综合所有检测的重金属暴露后对精子生成障碍贡献最大的重金属。钼的男性生殖毒性研究还很少,机制未阐明。预实验代谢组学分析提示钼可能通过干扰腺苷代谢导致精子生成障碍。本项目拟基于上述人群,采用精浆和尿液的代谢组学联合分析结合中介效应分析阐明钼暴露-腺苷代谢-精子生成障碍的关联,并采用钼高暴露独立人群验证。建立符合人群实际暴露水平的钼暴露结合系统的腺苷上下游代谢干预(包含上游NT5E酶、腺苷和下游腺苷A1受体)的小鼠模型,对各组开展一般毒性评价、生殖结局评价和代谢机制研究,阐明钼暴露致精子生成障碍的作用和机制。本研究将从防控钼暴露的全新角度,为精子生成障碍的诊断、预防和治疗提供新的依据和途径。

结项摘要

本项目探讨了钼暴露对精子生成的影响,并研究了腺苷代谢在其中的作用和机制。纳入包含精子生成障碍的患者和健康对照共962人;采用ICP-MS检测尿液中重金属暴露谱的含量;采用UPLC-Q Exactive分析尿液和精浆的代谢组;分析钼暴露-腺苷代谢-精子生成障碍的人群关联。依据钼人群暴露水平建立多年龄阶段小鼠染毒模型,并开展腺苷代谢干预(上游代谢酶 NT5E 干扰、腺苷分解和下游腺苷 A1 受体干扰),观察生殖指标,分析关键下游分子,阐明分子机制。结果:1. 在检测的52种重金属中,钼为最显著的且含量最高的与精子生成障碍相关的元素,其显著提高精子生成障碍的风险。尿液中检测出代谢物366种,精浆中检测出代谢物370种,覆盖氨基酸代谢、糖代谢、脂质代谢、核酸代谢和辅酶代谢。发现尿液钼和尿液腺苷、腺苷/AMP的比值具有显著的正相关。尿液中腺苷剂量依赖地提高精子生成障碍的风险,精浆腺苷与一次射精总数、精子密度、精子活力具有显著的负相关。进一步结合第二阶段钼高暴露人群验证,本研究证明了钼暴露-腺苷代谢-精子生成障碍的关联。另外还发现地表水体中钼的广泛存在,含量为ng/ml级别,是人体摄入钼的重要来源。2.采用8、11、56周龄小鼠染毒钼,发现睾丸钼元素水平剂量依赖上升,病理学检查发现其特异性地损伤了睾丸组织。精子数量和前进性精子比例下降,精子畸形率上升。小鼠睾丸中精母细胞和支持细胞均存在凋亡的加剧。交配实验发现钼导致妊娠毒性。睾丸中Bax、Caspase-9、Caspase-3的基因表达和氧化型谷胱甘肽染毒后上升。上述效应一定程度被腺苷代谢逆转所恢复。3.采用体外实验,发现钼染毒对GC-2细胞增殖无明显影响,促进细胞凋亡并导致凋亡基因表达上升,上述效应在腺苷代谢逆转组被恢复。本项目阐明了钼通过腺苷代谢致精子生成障碍的作用和机制,为钼暴露的男性生殖安全性评价和钼的防控提供了新的科学依据。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(2)
科研奖励数量(4)
会议论文数量(0)
专利数量(11)
Metabolomics study and meta-analysis on the association between maternal pesticide exposome and birth outcomes
母体农药暴露与出生结局关系的代谢组学研究和荟萃分析
  • DOI:
    10.1016/j.envres.2019.109087
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Environ Res
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yang Xu;Zhang Mingzhi;Lu Ting;Chen Shiyao;Sun Xian;Guan Yusheng;Zhang Yiyun;Zhang Ting;Sun Rongli;Hang Bo;Wang Xinru;Chen Minjian;Chen Ying;Xia Yankai
  • 通讯作者:
    Xia Yankai
Metabolic alterations associated with polycystic ovary syndrome: A UPLC Q-Exactive based metabolomic study
与多囊卵巢综合征相关的代谢改变:基于 UPLC Q-Exactive 的代谢组学研究
  • DOI:
    10.1016/j.cca.2019.11.016
  • 发表时间:
    2020-03-01
  • 期刊:
    CLINICA CHIMICA ACTA
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Chen, Xiaojiao;Lu, Ting;Ling, Xiufeng
  • 通讯作者:
    Ling, Xiufeng
The profiling of elements and pesticides in surface water in Nanjing, China with global comparisons
中国南京地表水元素和农药分析及全球比较
  • DOI:
    10.1016/j.scitotenv.2021.145749
  • 发表时间:
    2021-02-18
  • 期刊:
    SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT
  • 影响因子:
    9.8
  • 作者:
    Chen, Yina;Huang, Rui;Chen, Minjian
  • 通讯作者:
    Chen, Minjian
Increased mtDNA mutation frequency in oocytes causes epigenetic alterations and embryonic defects.
卵母细胞 mtDNA 突变频率增加导致表观遗传改变和胚胎缺陷
  • DOI:
    10.1093/nsr/nwac136
  • 发表时间:
    2022-10
  • 期刊:
    National science review
  • 影响因子:
    20.6
  • 作者:
  • 通讯作者:
Metabolomic profiling identifies novel biomarkers and mechanisms in human bladder cancer treated with submucosal injection of gemcitabine
代谢组学分析鉴定了粘膜下注射吉西他滨治疗的人类膀胱癌的新生物标志物和机制
  • DOI:
    10.3892/ijmm.2019.4347
  • 发表时间:
    2019-09
  • 期刊:
    International Journal of Molecular Medicine
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Yang Chao;Sun Xian;Wang Hengbing;Lu Ting;Wu Keqing;Guan Yusheng;Tang Jing;Liang Jian;Sun Rongli;Guo Zhongying;Zheng Sinian;Wu Xiaoli;Jiang Hesong;Jiang Xi;Zhong Bing;Niu Xiaobing;Sun Suan;Wang Xinru;Chen Minjian;Fu Guangbo
  • 通讯作者:
    Fu Guangbo

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

DNA介导复合膜中[Ru(bpy)3]2+与Cu(II)间光诱导电子转移
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    光谱学与光谱分析
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    江臻燊;陈敏健;李红
  • 通讯作者:
    李红
冬季学生宿舍室内 PM2.5 浓度及通风的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    冬季学生宿舍室内 PM2.5 浓度及通风的影响
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵子平;黄艳倩;李治;王誉烨;张逸;刘璐;张静姝;陈敏健
  • 通讯作者:
    陈敏健

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

陈敏健的其他基金

山梨醇代谢通路在双苯酰草胺致少精子症中的作用及其机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
山梨醇代谢通路在双苯酰草胺致少精子症中的作用及其机制
  • 批准号:
    82273668
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
大豆苷元通过干扰花生四烯酸代谢导致精子生成障碍的研究
  • 批准号:
    81402713
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

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]
      
关闭
close
客服二维码