肠道菌群代谢物氧化三甲胺对血管老化的影响及其作用机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81570448
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0211.血管发生及血管结构与功能异常
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Circulating level of the gut microbe-derived metabolite trimethylamine-N-oxide (TMAO) has recently been linked to many diseases associated with aging, especially atherosclerosis. An increasing body of evidence suggests that dietary supplementation of mice with TMAO can promote atherosclerosis . But the effects of TMAO on vascular aging have not yet been studied. We previously found that TMAO could promote the cell senescence and reduce the expression of SIRT1 in human umbilical vein endothelial cells(HUVECs) . To determine whether TMAO plays a direct contributory role in the development of vascular aging, the following of studies will be performed in the project. Firstly, the levels of the fasting plasma TMAO in different weeks of age of health rats and in health young and postadolescent people and in the eldly will be measured with metabolomics and the relationship between TMAO and aging will be analyzed. Secondly,the senescence-accelerated mice prone 8, the knock out FMO3 mice and the overexpression SIRT1 mice established by SIRT1 adenovirus will be fed with dietary TMAO supplementation for 16 weeks. The aging and its relevant factors in aorta of mice will be studied. Finally, HUVECs, overexpression SIRT1 HUVECs established by SIRT1 adenovirus and transiently knockdown p53 and p21 HUVECs established by p53 and p21 siRNA will be treated with TMAO. The senescence and its relevant factors of cells will be investigated. The aim of the study is to test the hypothesis that TMAO can suppress SIRT1 and induce p53/p21 protein expression to inhibit the cell cycle and induce vascular endothelial senescence which will promote vascular aging. The study will provide both the new theories and therapeutic targets for the delay and treatment of vascular aging and will have great significance in clinical medicine.
肠道菌群代谢物循环氧化三甲胺(TMAO)水平与许多衰老相关疾病如动脉粥样硬化(AS)有关,动物研究表明TMAO能加重AS,但能否促进血管老化尚未知。在我们前期实验发现TMAO促进培养人脐静脉内皮细胞(HUVECs)衰老并下调SIRT1表达基础上,本项目拟用代谢组学动态测定不同周龄健康大鼠和健康青壮年和老年人血浆TMAO水平;对快速老化小鼠、构建的FMO3基因敲除小鼠、SIRT1过表达的C57bl/6J小鼠分别喂食TMAO16周后,研究小鼠主动脉老化及其相关因子的变化;对HUVECs、构建的SIRT1过表达HUVECs和siRNA沉默p53、p21基因的HUVECs分别进行TMAO干预后,研究细胞衰老及其相关因子变化,以证明TMAO通过抑制SIRT1和上调p53和p21表达,使细胞周期停滞和血管内皮细胞衰老,而促进血管老化的假说。为延缓血管老化的研究提供新理论和治疗靶点,有重要意义。

结项摘要

肠道菌群与衰老关系研究是当前热点与重点,氧化三甲胺(TMAO)是重要肠道菌群代谢物,与许多心血管疾病相关,但与衰老关系尚未知。本项目探讨TMAO对血管衰老、脑老化作用及其机制,取得以下重要结果:(1)老年小鼠和老年健康人血浆TMAO水平分别高于年轻小鼠和健康青壮年和中年人。(2)动物实验:喂食 TMAO可促进正常老化小鼠SAMR1、加重和加快快速老化小鼠SAMP8主动脉衰老,其机制与TMAO引起主动脉氧化应激水平增加、抑制SIRT1表达而激活p53/p21/Rb信号通路有关; SIRT1激活剂白藜芦醇可减轻TMAO引起的小鼠主动脉衰老。(3)细胞水平: TMAO促进培养的人脐静脉内皮细胞(HUVECs)衰老,其机制与TMAO导致HUVECs ROS水平增加、SIRT1表达下调而激活p53/p21/Rb信号通路有关;白藜芦醇可上调HUVECs SIRT1、抑制p53/p21表达而减轻TMAO引起HUVECs衰老。(4)动物实验:喂食TMAO 可引起小鼠海马区神经元细胞衰老,机制可能是TMAO诱导小鼠脑组织氧化应激水平升高、破坏突触可塑性、损伤神经元超微结构,抑制mTOR/4EBP2/p70S6K 信号通路蛋白磷酸化,加快SAMR1小鼠、加重和加快 SAMP8 小鼠脑老化和认知功能障碍进程。本项目发现小鼠和健康人血浆TMAO随增龄衰老而升高;TMAO通过SIRT1/p53/p21信号通路促进血管衰老和血管内皮细胞衰老;SIRT1激活剂白藜芦醇可减轻TMAO引起的血管衰老;TMAO可能通过抑制mTOR/4EBP2/p70S6K 信号通路蛋白磷酸化诱导小鼠海马区神经元细胞衰老而促进小鼠脑老化。本项目已发表论文5篇(SCI 3篇),影响因子15.662,参加会议论文8篇。2019年《福建省血管衰老重点实验室》被福建省科技厅认定为30个省重点实验室之一。本研究为血管衰老及其相关疾病防治提供新思路和新靶点。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(5)
专利数量(0)
Trimethylamine-N-oxide promotes brain aging and cognitive impairment in mice
三甲胺-N-氧化物促进小鼠大脑衰老和认知障碍
  • DOI:
    10.1111/acel.12768.
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Aging Cell
  • 影响因子:
    7.8
  • 作者:
    Dang Li;Yilang Ke;Rui Zhan;Changjie Liu;Mingming Zhao;Aiping Zeng;Xiaoyun Shi;Liang Ji;Si Cheng;Bing Pan;Lemin Zheng;Huashan Hong
  • 通讯作者:
    Huashan Hong
Gut flora-dependent metabolite Trimethylamine-N-oxide accelerates endothelial cell senescence and vascular aging through oxidative stress
肠道依赖性代谢物三甲胺-N-氧化物通过氧化应激加速内皮细胞衰老和血管老化
  • DOI:
    10.1016/j.freeradbiomed.2018.01.007
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Free Radical Biology and Medicine
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Yilang Ke;Dang Li;Mingming Zhao;Changjie Liu;Jia Liu;Aiping Zeng;Xiaoyun Shi;Si Cheng;Bing Pan;Lemin Zheng;Huashan Hong
  • 通讯作者:
    Huashan Hong
早发血管衰老的临床进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中华老年心脑血管病杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李晴晴;洪华山
  • 通讯作者:
    洪华山
Hypertension accelerates age-related intrarenal small artery (IRSA) remodelling and stiffness in rats with possible involvement of AGEs and RAGE
高血压加速大鼠与年龄相关的肾内小动脉 (IRSA) 重塑和僵化,可能与 AGE 和 RAGE 相关
  • DOI:
    10.14670/hh-18-141
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Histology and histopathology
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Yajing Bai;Xiaoyun Shi;Yilang Ke;Xiaohong Lin;Huashan Hong
  • 通讯作者:
    Huashan Hong
衰老心血管事件链
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中华老年医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张彩情;洪华山
  • 通讯作者:
    洪华山

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其他文献

血管平滑肌细胞在血管衰老发生发展过程中作用的研究现状
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中华老年心脑血管病杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李晶;谢文辉;柯一郎;洪华山
  • 通讯作者:
    洪华山
自发性高血压大鼠左室心肌壁内小动脉平滑肌瞬时受体电位通道的表达
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中国临床药理学与治疗学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    洪华山;林晓红;林军华;方美琴
  • 通讯作者:
    方美琴
膜联蛋白A1与衰老及其相关性疾病的研究进展
  • DOI:
    10.3760/cma.j.issn.0254-9026.2021.03.024
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中华老年医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    游沁怡;柯一郎;洪华山
  • 通讯作者:
    洪华山

其他文献

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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

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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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