泛素E3连接酶RBCK1基因突变导致葡聚糖体累积症的分子机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    91957125
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    76.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0707.糖稳态失衡与靶器官胰岛素抵抗
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Polyglucosan body diseases are characterized by the pathological accumulation of polyglucosan bodies, which consist of unspecific polysaccharides as a consequence of a defective glycogen metabolism. A subset of patients with glycogen storage diseases was found to have underlying mutations in the RBCK1 gene. Patients with biallelic loss-of-function mutations resulting in RBCK1 deficiency usually suffer from progressive muscular weakness and dilated cardiomyopathy. However, the molecular mechanism of RBCK1 mutation-caused glycogen storage diseases is unknown. Alpha amylase is an oligosaccharide endoglycosidase, an enzyme that catalyzes the hydrolysis of starch into sugars. In our previous work, we identified the α-amylase as an interaction protein of RBCK1 by BioID methods. RBCK1 promotes the non-degradable ubiquitination modification of α-amylase and enhances the activity of α-amylase to degrade intracellular glycogen. The glycogen storage diseases-derived RBCK1 mutants lost the capacity to promote α-amylase ubiquitination. We also found that α-amylase is expressed in muscle tissues. Taken together, these results suggest that alpha-amylase may have a new role in promoting glycogenolysis in muscle cells, in addition to digesting starch in secreted form. This study intends to reveal the key role of the "RBCK1-α-amylase" regulatory axis in muscle tissue glycogen metabolism at the biochemical, cellular and animal levels, and provide a theoretical basis for targeted therapy in patients of glycogen storage diseases with RBCK1 mutations.
葡聚糖体累积症是一类糖原代谢异常的遗传性疾病。泛素E3连接酶RBCK1突变可导致糖原累积症,病人肌肉组织中糖原异常累积,导致肌无力和心肌病。但RBCK1突变致病的分子机理不明。α-淀粉酶(α-amylase)是一类水解淀粉的内切糖苷酶。前期工作中,我们通过BioID技术鉴定到α-amylase是RBCK1的互作蛋白,RBCK1介导了α-amylase的非降解型泛素化修饰,增强了α-amylase对胞内糖原的分解作用,糖原累积症来源的RBCK1突变体则丧失了对α-amylase的泛素化修饰。同时我们发现α-amylase在肌肉组织中表达。这些结果提示α-amylase除了以分泌形式消化淀粉外,还可能具有促进肌肉细胞内糖原分解的新作用。本项研究拟从生化、细胞和动物水平揭示“RBCK1-α-amylase”调节轴在肌肉组织糖原代谢中的关键作用,为后续RBCK1突变患者的靶向治疗提供理论依据。

结项摘要

葡聚糖体累积症是一类糖原代谢异常的遗传性疾病。泛素E3连接酶RBCK1突变可导致免疫系统缺陷,这和其作为LUBAC复合体成分之一调控NF-κB信号通路有关。另外RBCK1突变可以导致糖原累积症,病人肌肉组织中糖原异常累积,导致肌无力和心肌病。但RBCK1突变代谢疾病的分子机理不明。α-淀粉酶(α-amylase)是一类水解淀粉的内切糖苷酶。通常认为分泌到消化道起到分解进食的淀粉的作用。在本项目中,我们通过BioID 技术鉴定RBCK1的互作蛋白来解析其参与的生物学过程。我们发现了和糖原代谢相关的蛋白α-amylase是RBCK1的互作蛋白,后续实验证实RBCK1介导了α-amylase的非降解型泛素化修饰,增强了α-amylase对胞内糖原的分解作用,糖原累积症来源的RBCK1突变体则丧失了对α-amylase的泛素化修饰。同时我们发现α-amylase在肌肉组织中表达。这些结果提示α-amylase除了以分泌形式消化淀粉外,还具有促进肌肉细胞内糖原分解的新作用。我们构建了RBCK的基因敲除小鼠,发现小鼠的肌肉组织糖原积累。本项研究从生化、细胞和动物水平揭示了“RBCK1-α-amylase”调节轴在肌肉组织糖原代谢中的关键作用,为后续RBCK1突变患者的靶向治疗提供理论依据。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Mitochondrial STAT5A promotes metabolic remodeling and the Warburg effect by inactivating the pyruvate dehydrogenase complex.
线粒体 STAT5A 通过灭活丙酮酸脱氢酶复合物促进代谢重塑和 Warburg 效应
  • DOI:
    10.1038/s41419-021-03908-0
  • 发表时间:
    2021-06-19
  • 期刊:
    Cell death & disease
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Zhang L;Zhang J;Liu Y;Zhang P;Nie J;Zhao R;Shi Q;Sun H;Jiao D;Chen Y;Zhao X;Huang Y;Li Y;Zhao JY;Xu W;Zhao SM;Wang C
  • 通讯作者:
    Wang C
DCAF12 promotes apoptosis and inhibits NF-κB activation by acting as an endogenous antagonist of IAPs
DCAF12 通过作为 IAP 的内源性拮抗剂促进细胞凋亡并抑制 NF-κB 激活
  • DOI:
    10.1038/s41388-022-02319-5
  • 发表时间:
    2022-04-22
  • 期刊:
    ONCOGENE
  • 影响因子:
    8
  • 作者:
    Jiao, Dongyue;Chen, Yingji;Wang, Chenji
  • 通讯作者:
    Wang, Chenji
Enhanced autophagy and NFE2L2/NRF2 pathway activation in SPOP mutation-driven prostate cancer
SPOP 突变驱动的前列腺癌中自噬增强和 NFE2L2/NRF2 通路激活
  • DOI:
    10.1080/15548627.2022.2062873
  • 发表时间:
    2022-04-21
  • 期刊:
    AUTOPHAGY
  • 影响因子:
    13.3
  • 作者:
    Gao, Kun;Shi, Qing;Wang, Chenji
  • 通讯作者:
    Wang, Chenji
KCTD7 mutations impair the trafficking of lysosomal enzymes through CLN5 accumulation to cause neuronal ceroid lipofuscinoses.
KCTD7 突变通过 CLN5 积累损害溶酶体酶的运输,导致神经元蜡质脂褐质沉积症
  • DOI:
    10.1126/sciadv.abm5578
  • 发表时间:
    2022-08-05
  • 期刊:
    Science advances
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
  • 通讯作者:
SPOP mutations promote tumor immune escape in endometrial cancer via the IRF1-PD-L1 axis
SPOP突变通过IRF1-PD-L1轴促进子宫内膜癌的肿瘤免疫逃逸
  • DOI:
    10.1038/s41418-022-01097-7
  • 发表时间:
    2022-12-08
  • 期刊:
    CELL DEATH AND DIFFERENTIATION
  • 影响因子:
    12.4
  • 作者:
    Gao, Kun;Shi, Qing;Wan, Xiaoping
  • 通讯作者:
    Wan, Xiaoping

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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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