从BNIP3和PINK1/Parkin介导的线粒体自噬和线粒体质量控制研究对比剂急性肾损伤的发病机制及“制大黄-川芎”药对的肾保护机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81873280
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3108.中医内科学
  • 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

As a refractory disease, the main clinical feature of Contrast-induced nephropathy (CIN) is acute kidney injury. Recent data show that mitophagy and mitochondrial quality control (MQC) may be a new target for AKI prevention and treatment. We have first reported that p38MAPK is the critical pathway of mediating CIN apoptotic mechanism, and the following signals, FoxO1, Mcl-1 and Nrf2, also were involved in the pathogenesis of CIN and acted as the downstream of p38MAPK. Furthermore, we found the effective drug pair in treating renal failure, prepared Dahuang-Chuanxiong, can regulate this pathway and thus prevent CIN. Recently, we have discovered that coexistence of apoptosis and autophagy in CIN, mitophagy and MQC are involved in CIN pathogenesis, but it is not clear by which intracellular pathways regulate mitophagy and MQC in CIN. There are several signaling pathways that can mediate the mitophagy in the body. In these pathways, BNIP3 was found to be a downstream target of FoxO family, PINKl could be activated by FoxO1 and Nrf2, and Parkin could bind with Mcl-1 directly. Thus, we hypothesized that “the mitophagy in CIN is mediated by BNIP3 and PINK1/Parkin pathway, and the renoprotective mechanism of prepared Dahuang-Chuanxiong against CIN is by modulating the mitophagy mediated by BINP3 and PINK1/Parkin as well as MQC”. In order to ascertain and verify this hypothesis, CIN models both in vitro and in vivo will be rebuilt, and exogenous blockers, siRNA, and Laser confocal microscope will be applied. We also combine other molecular biology techniques to test the expressions of the related signaling molecules, and detect apoptosis and autophagy, mitophagy and mitochondrial potential, mitochondrial fission and fusion in renal epithelial cells. The successful completion of this project will provide new molecular mechanisms and new target in CIN prevention, especially the prevention with Chinese herbs.
CIN(对比剂肾病)表现为急性肾损伤(AKI),线粒体自噬和线粒体质量控制(MQC)是防治AKI新靶点。我们曾率先报道p38MAPK是CIN分子机制关键通路,其下游信号有FoxO1、Mcl-1、Nrf2等,制大黄川芎药对经调控该通路能防治CIN。我们新发现肾小管上皮细胞线粒体自噬和MQC参与了CIN病变,但其胞内调控机制未知。在被报道能介导线粒体自噬的途径中,BNIP3被发现是FoxO1下游靶点,PINK1可被FoxO1、Nrf2激活,Parkin能特异性结合Mcl-1,推测“CIN中线粒体自噬由BNIP3、PINK1/Parkin介导,对该线粒体自噬途径和MQC的调控是制大黄川芎肾保护的机制”。建立大鼠和细胞模型,应用siRNA、抑制物诱导、激光共聚焦等技术,检测肾小管上皮细胞自噬、线粒体自噬、线粒体膜电位、MQC相关蛋白及信号分子表达等验证假说,阐释本病发病机制及药对肾保护的科学内涵。

结项摘要

CIN(对比剂肾病)表现为急性肾损伤(AKI),也被称为CI-AKI,是临床上AKI常见病因,其发病机制仍未完全清楚,并且有效的防治药物缺乏。前期研究证实具有解毒化瘀功效的制大黄-川芎药对能有效防治CI-AKI,我们在本项目中着眼BNIP3和PINK1/Parkin对线粒体自噬和MQC的调控来进一步探究该药对防治CI-AKI的机制。本研究建立CI-AKI大鼠和细胞模型,发现肾小管上皮细胞线粒体自噬和MQC确实是该肾损伤的重要机制,表现为模型组(CI-AKI)与正常组(Con)相比,肾小管上皮细胞凋亡增多的同时,伴随肾小管上皮细胞自噬和线粒体自噬增多,自噬相关基因LC3 II/I、Becline等表达上调;同时,线粒体融合标志蛋白表达降低(Mfn2等)、线粒体分裂标志蛋白表达上调(Drp1等)。制大黄-川芎药对(CI-AKI+DCH)及其有效成分TMP在有效降低模型大鼠(CI-AKI)Scr、BUN、AKI标志物(如尿NAG、IL-18、γ-GT等)的同时,肾小管上皮细胞自噬、线粒体自噬均有效下调。另外与正常组相比,模型组存在BNIP3和PINK1/Parkin通路激活,分别阻断BNIP3和PINK1加重了对比剂(CM)诱使的肾小管上皮细胞损伤。与CI-AKI组相比,制大黄-川芎药对组(CI-AKI+DCH)肾组织BNIP3和PINK1/Parkin通路相关信号(如BNIP3、FoxO1、PINK1、Parkin、Mcl-1等)表达下调。立足大鼠模型,我们还探索了CI-AKI肾外器官损伤的可能性及CI-AKI炎症机制。我们发现CM在诱使AKI同时,能诱使小肠损伤和小肠绒毛毛细血管内皮细胞凋亡;制大黄-川芎药对(CI-AKI+DCH)在保护肾功能的同时,有效抑制了CM诱使的小肠损伤和小肠绒毛毛细胞内皮细胞凋亡;模型鼠肾组织和血清存在炎症因子(IL-6、TNF-α等)分泌增加,但被制大黄-川芎抑制。综合起来,本研究除证实BNIP3和PINK1/Parkin介导的线粒体自噬和MQC是CI-AKI的重要发病机制外,还为CI-AKI为多系统损伤性疾病提供佐证,同时制大黄-川芎是通过调控BNIP3和PINK1/Parkin介导的线粒体自噬和MQC发挥肾保护效应,对CI-AKI肾外累及的器官如小肠有良好保护效应,并抑制CM诱使的炎症因子分泌。上述发现非常值得进一步深入研究。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
川黄方联合前列腺素E1方案治疗慢性肾脏病合并急性肾损伤的疗效及对患者NLRP3的影响
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    李同路
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药物性急性肾损伤的流行病学、机制、危险因素及中医药防治
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    Ling Chen;Xuezhong Gong
  • 通讯作者:
    Xuezhong Gong
川黄方对2~4期慢性肾脏病合并急性肾损伤患者肾功能及氧化应激的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    上海中医药大学学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    龚学忠;段怡汝;王怡;叶紫;郑君丽;陆文;徐映茹;吕岚
  • 通讯作者:
    吕岚
Tetramethylpyrazine Prevents Contrast-Induced Nephropathy via Modulating Tubular Cell Mitophagy and Suppressing Mitochondrial Fragmentation, CCL2/CCR2-Mediated Inflammation, and Intestinal Injury
四甲基吡嗪通过调节管状细胞线粒体自噬和抑制线粒体碎片、CCL2/CCR2 介导的炎症和肠道损伤来预防造影剂肾病
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Gong Xuezhong;Duan Yiru;Zheng Junli;Ye Zi;Hei Tom K
  • 通讯作者:
    Hei Tom K
急性肾损伤相关新型生物标志物的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中国医药导报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    原道川;龚学忠;刘建联;王丹军;李同路
  • 通讯作者:
    李同路

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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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