神经元内铁聚积与外泌体α突触核蛋白传播相互促进在帕金森病疾病进展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:
    31871049
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0904.感觉与运动系统神经生物学
  • 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

Alpha-synuclein (α-syn) is the key player in the pathogenesis and progression of Parkinson’s disease (PD). Aggregated α-syn is the major components of Lewy bodies, together with iron deposit in the same region, which are two neuropathological hallmarks in PD. Following the extensive focus on iron metabolism disturbance in PD for a long time, in our pilot study, interactions between iron deposition and α-syn pathology in dopaminergic neurons have been accentuated. We also found iron promotes exosomal α-syn release into the surroundings. However, how this occurred and what happens next has not been fully elucidated. In the proposed study, we adopted animal models and cell cultures triggered by environmental insults or genetic factors to investigate neuronal iron deposit modulates Rab family members and promotes α-syn phosphorylation and aggregation, and thus facilitate exosomal α-syn release from neurons in iron-binding, phosphorylated, oligomeric forms; to investigate exosomal α-syn internalizations by recipient neurons and neuroglia trigger endoplasmic reticulum stress, activate intracellular iron regulatory factors (iron regulatory proteins) via pCREB and aggravate iron deposit and damages by affecting iron transport and storage. Then we are interested in whether it could be beneficial for disease progression by modulation of the above processes from the perspectives of both neurons and neuroglia, using knockout mice and blocking reagents. Taken together, we propose to uncover the reciprocal relations between exosomal α-syn propagation among neighboring cells and iron deposit, thus provide novel evidence on PD pathogenesis and possible therapeutic strategies.
Alpha-突触核蛋白(α-syn)是帕金森病(PD)发病及进展的关键因素,其聚集形成的路易小体及伴随的铁聚积是PD两大神经病理学表现。前期工作在多巴胺能神经元内阐明铁聚积促进α-syn病理,且初步发现铁促进外泌体α-syn向细胞外释放增强,然而机制和后续过程仍不明确。本研究将在PD动物和细胞模型(环境/遗传因素)中,阐明神经元内铁聚积通过调控Rab家族分子及诱导α-syn聚集和磷酸化并结合铁,促进外泌体α-syn释放并改变其形式;明确外泌体α-syn被神经元和胶质细胞再摄取后易诱发内质网应激,通过pCREB调控铁调节蛋白IRPs的亚细胞定位及表达,导致接受细胞内铁聚积和损伤;利用基因敲除小鼠和阻断剂探讨调控上述过程是否可能从神经元和胶质细胞的双重角度延缓疾病进程。本研究将揭示神经元内铁聚积与外泌体α-syn细胞间传播相互促进导致疾病进展的分子机制,为PD疾病机制和治疗策略提供新证据。

结项摘要

Alpha-突触核蛋白(α-syn)被认为是帕金森病(PD)发病的核心因素,其聚集形成的路易小体及伴随的铁沉积是PD两大神经病理学表现。前期工作发现α-syn聚集和铁沉积在多巴胺能神经元内具有重要联系,然而α-syn在细胞间的传播与PD铁代谢异常间的关系尚不清楚。本项目研究结果揭示了(1)细胞内铁负载可显著促进细胞内α-syn表达和聚集,同时显著降低外泌体释放的数目,且外泌体释放的减少与细胞内α-syn表达水平并无关联;但以外泌体形式释放的α-syn和铁显著增多,且不依赖于外泌体释放的调控机制如Rab蛋白家族、ATP13A2等分子。(2)细胞外α-syn单体和预制原纤维(PFFs)能够调控体外培养的神经元铁代谢、诱导原代星形胶质细胞促炎反应,但在小鼠模型中,侧脑室或脑区注射α-syn单体和PFFs并不影响黑质和纹状体铁代谢相关蛋白的表达,提示在体情况下细胞间传播的α-syn对铁代谢的调控可能存在更多影响因素。(3)细胞间传播的α-syn被摄取后可抑制自噬并介导细胞损伤,这将使得一些自噬激活为关键靶点的神经保护因素无法发挥作用。上述结果针对PD发病中铁和α-syn两大因素,探讨了细胞外(外泌体)α-syn与铁沉积的相互作用和分子机制,从细胞间信息传递的角度出发,提示其是细胞内两者之间紧密关系的重要补充。此外,本研究探讨了铁、 细胞外(外泌体)α-syn和自噬之间的联系,提出α-syn被摄取后可抑制自噬且不能被激活,从而为探索新的神经保护策略提供了理论基础和实验依据。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Hepcidin-to-Ferritin Ratio Is Decreased in Astrocytes With Extracellular Alpha-Synuclein and Iron Exposure
细胞外α-突触核蛋白和铁暴露导致星形胶质细胞中铁调素与铁蛋白的比率降低
  • DOI:
    10.3389/fncel.2020.00047
  • 发表时间:
    2020-03-10
  • 期刊:
    FRONTIERS IN CELLULAR NEUROSCIENCE
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Cui, Juntao;Guo, Xinli;Xie, Junxia
  • 通讯作者:
    Xie, Junxia
Desferrioxamine Ameliorates Lipopolysaccharide-Induced Lipocalin-2 Upregulation via Autophagy Activation in Primary Astrocytes
去铁胺通过原代星形胶质细胞自噬激活改善脂多糖诱导的 Lipocalin-2 上调
  • DOI:
    10.1007/s12035-021-02687-1
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Molecular Neurobiology
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Cui Juntao;Yuan Yu;Wang Jun;Song Ning;Xie Junxia
  • 通讯作者:
    Xie Junxia
C57BL/6小鼠脑脊液抽取—毛细玻璃虹吸管真空吸引技术
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
    生理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张鲁琳;袁玉;梁美钰;刘明欣;王冬霞;谢俊霞;宋宁
  • 通讯作者:
    宋宁
Intraperitoneal injection of iron dextran induces peripheral iron overload and mild neurodegeneration in the nigrostriatal system in C57BL/6 mice
腹腔注射右旋糖酐铁诱导 C57BL/6 小鼠外周铁过载和黑质纹状体系统轻度神经变性
  • DOI:
    10.1016/j.lfs.2023.121508
  • 发表时间:
    2023-03-12
  • 期刊:
    LIFE SCIENCES
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Liang,Meiyu;Chen,Lei;Song,Ning
  • 通讯作者:
    Song,Ning
Astrocyte dysfunctions in Parkinson's disease: from the perspectives of transmitted α-synuclein and genetic modulation
帕金森病中的星形胶质细胞功能障碍:从传递的α-突触核蛋白和遗传调节的角度来看
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Translational Neurodegeneration
  • 影响因子:
    12.6
  • 作者:
    Wang Changjing;Yang Tongtong;Liang Meiyu;Xie Junxia;Song Ning
  • 通讯作者:
    Song Ning

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其他文献

PGC-1α和ERRγ在子宫内膜癌组织中的表达及临床意义
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    现代肿瘤医学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘浩;杨慧;宋宁;马晓欣
  • 通讯作者:
    马晓欣
帕金森病中铁与Alpha-突触核蛋白的相互作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    生理科学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王俊;宋宁;徐华敏;姜宏;谢俊霞
  • 通讯作者:
    谢俊霞
旋覆代赭汤对反流性食管炎大鼠食管组织舒缩神经递质的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    辽宁中医杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵强;宋宁;袁红霞;ZHAO Qiang1,SONG Ning2,YUAN Hong-xia3(1.The First;2.Santan Hospital in Nankai District,Tianjin 30019;3.Tianjin University of Traditional Chinese Medici
  • 通讯作者:
    3.Tianjin University of Traditional Chinese Medici
乙炔基封端氢化超支化聚碳硅烷的合成、表征及性能
  • DOI:
    10.14133/j.cnki.1008-9357.20180130002
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    功能高分子学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    葛娟;卢丹;周权;宋宁;倪礼忠
  • 通讯作者:
    倪礼忠
冻干红细胞残余水的测定及其分布研究
  • DOI:
    10.13303/j.cjbt.issn.1004-549x.2017.04.012
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国输血杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    洪树青;宋宁;李文慧;孔玉洁;尹湧华;陶芳标;刘忠
  • 通讯作者:
    刘忠

其他文献

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宋宁的其他基金

Hepcidin在黑质铁代谢及帕金森病铁聚积中的作用研究
  • 批准号:
    30900477
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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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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