具有代谢调控功能新型旁分泌生长因子FGFs的发现及降糖机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81874323
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3507.代谢性疾病药物药理
  • 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

Fibroblast growth factor (FGF) is an important functional protein family. According to the structure and function, its 18 members are divided into 5 paracrine and 1 endocrine subfamily. For long time, the main function of paracrine FGF was considered for cell proliferation and tissue regeneration. However, the latest research and our study which was supported by NSFC, reported that paracrine FGF1 also has an important hypoglycemic function. Additionally, we demonstrated that the mitogenic and the metabolic activity of FGF1 can be uncoupled by surgically dampening FGF1-FGFR1c dimer stability. This enlightens us to propose two issues: 1) whether the dual functional features of FGF1 are prevalent in all paracrine FGF family members; and 2) how paracrine FGF exerts excellent acute and chronic hypoglycemic functions. For the first question, we plan to screen all paracrine family members to obtain the paracrine FGFs with metabolic regulation, and further reveal their common characteristics. For the second question, based on the previous analysis of tissue distribution and functional characteristics, we will focus on liver targets and intend to elucidate its mechanism of acute and chronic hypoglycemic effects from the aspects of glycogen synthesis and gluconeogenesis. Through this study, we can not only acquire the common features of paracrine FGFs with metabolic function, but also provide theoretical guides for the discovery of the new targets and drugs for the treatment of diabetes.
FGF作为重要的功能蛋白家族,其18个成员按结构和功能分为5个旁分泌和1个内分泌亚家族,长期认为旁分泌FGF功能主要为促细胞增殖和组织再生。但最新的研究报道以及申请人在前一个国自然支持下,研究发现旁分泌FGF1具有重要降糖功能,且FGF1引起的FGFR1c受体二聚化程度是控制其双重功能发挥的关键因素。基于此,本课题提出并拟解决两个问题:1)FGF1双重功能特征是否普遍存在于旁分泌FGF家族;2)旁分泌FGF发挥急慢性降糖的作用机制。针对问题1),本课题拟对旁分泌全家族进行筛选以获取代谢调控旁分泌FGFs成员谱并深入揭示该类FGFs共性特征;针对问题2),基于前期组织分布及功能特征分析,本课题重点聚焦肝脏靶点,拟从糖原合成和糖异生角度阐明其发挥急慢性降糖的作用机制。通过本课题实施,不仅可获取旁分泌FGF产生代谢调控功能共性特征,且为日益严峻的糖尿病治疗新靶点和新药物发现提供理论指引。

结项摘要

旁分泌FGF1具有重要降糖功能是近年来FGF领域的重要发现。因此,进一步探索FGF1的降糖能力是否普遍存在于旁分泌FGF家族具有重要的科学意义。课题组在本基金支持下,基于FGFR二聚化“阈值调控模型”(PNAS, 2020, 17;117(46):29025-29034),对旁分泌FGF家族成员的降糖能力进行筛选,并利用体外糖示踪技术揭示其降糖作用靶器官进而深入分析降糖机制。结果发现,旁分泌FGF4具有显著的降糖能力;骨骼肌是此类蛋白发挥糖代谢调控功能的主要靶器官;而进一步的机制研究表明,FGF4/FGF1通过激活骨骼肌中FGFR1c-Ca2+/CaMKK2-AMPKα信号通路,上调肌肉细胞GLUT4的蛋白表达和转位水平,增强骨骼肌中葡萄糖的摄取能力,从而发挥降糖效应,这一新的分子级联传递过程完全区别于经典胰岛素信号通路,为FGF调控血糖稳态但不导致低血糖的分子机理提供了科学解释(Nat Commun, 2021, 12(1):7256). 在开展FGF4抗2型糖尿病研究过程中,课题组还发现FGF4可通过激活FGFR4-CaMKK2-AMPK-Caspas6信号轴,对代谢性肝脏炎症进展及NASH相关肝纤维化的病理进展具有显著逆转功效。临床大样本分析,发现非酒精性脂肪肝进展与肝脏组织内源性FGF4的水平呈线性负相关;而肝脏缺失FGF4则会加重肥胖高脂饮食导致的肝脏变性和肝损伤(Hepatology, 2022, 76(4):1105-1120.)。除此之外,本项目还发现FGFR-CaMKK2-AMPK信号通路可介导旁分泌FGF及其改构体对糖尿病心肌病和肾病的改善作用,进一步明确了旁分泌FGF的抗糖尿病及其并发症药理学新功能(Signal Transduct Target Ther, 2021, 6(1):133; EBioMedicine, 2019, 48:462-477). 总之,本课题基于FGFR二聚化阈值模型,发现CaMKK2-AMPK信号是旁分泌FGF发挥糖脂代谢调控功能的关键分子事件,明确了FGFR调控糖尿病及其并发症的新功能,并据此提出了旁分泌FGF的新型药理学功效,鉴定出糖尿病及其并发症新“药源分子”—— FGF4。

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(0)
专利数量(2)
FGF4 protects the liver from nonalcoholic fatty liver disease by activating the AMP-activated protein kinase-Caspase 6 signal axis
FGF4 通过激活 AMP 激活的蛋白激酶 - Caspase 6 信号轴来保护肝脏免受非酒精性脂肪肝疾病的影响
  • DOI:
    doi:10.1002/hep.32404
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Hepatology
  • 影响因子:
    13.5
  • 作者:
    Lintao Song;Luyao Wang;Yushu Hou;Jie Zhou;Chuchu Chen;Xianxi Ye;Wenliya Dong;Huan Gao;Yi Liu;Guanting Qiao;Tongtong Pan;Qiong Chen;Yu Cao;Fengjiao Hu;Zhiheng Rao;Yajing Chen;Yu Han;Minghua Zheng;Yongde Luo;Xiaokun Li;Yongping Chen;Zhifeng Huang
  • 通讯作者:
    Zhifeng Huang
Paracrine FGFs target skeletal muscle to exert potent anti-hyperglycemic effects
旁分泌 FGF 以骨骼肌为目标,发挥有效的抗高血糖作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Nature Communications
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Lei Ying;Luyao Wang;Kaiwen Guo;Yushu Hou;Na Li;Shuyi Wang;Xingfeng Liu;Qijin Zhao;Jie Zhou;Longwei Zhao;Jianlou Niu;Chuchu Chen;Lintao Song;Shaocong Hou;Lijuan Kong;Xiaokun Li;Jun Ren;Pingping Li;Moosa Mohammadi;Zhifeng Huang
  • 通讯作者:
    Zhifeng Huang
Paracrine-endocrine FGF chimeras as potent therapeutics for metabolic diseases
旁分泌-内分泌 FGF 嵌合体作为代谢疾病的有效治疗方法
  • DOI:
    10.1016/j.ebiom.2019.09.052
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    EBioMedicine
  • 影响因子:
    11.1
  • 作者:
    Longwei Zhao;Jianlou Niu;Huan Lin;Jing Zhao;Yang Liu;Zihui Song;Congshang Xiang;Xiaojie Wang;Yong Yang;Xiaokun Li;Moosa Mohammadi;Zhifeng Huang
  • 通讯作者:
    Zhifeng Huang
FGF1ΔHBS prevents diabetic cardiomyopathy by maintaining mitochondrial homeostasis and reducing oxidative stress via AMPK/Nur77 suppression
FGF1αHBS 通过维持线粒体稳态和通过 AMPK/Nur77 抑制减少氧化应激来预防糖尿病心肌病
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Signal Transduction and Targeted Therapy
  • 影响因子:
    39.3
  • 作者:
    Dezhong Wang;Yuan Yin;Shuyi Wang;Tianyang Zhao;Fanghua Gong;Yushuo Zhao;Beibei Wang;Yuli Huang;Zizhao Cheng;Guanghui Zhu;Zengshou Wang;Yang Wang;Jun Ren;Guang Liang;Xiaokun Li;Zhifeng Huang
  • 通讯作者:
    Zhifeng Huang
Curtailing FGF19’s mitogenicity by suppressing its receptor dimerization ability
通过抑制 FGF19 受体二聚化能力来减少 FGF19 的有丝分裂能力
  • DOI:
    10.1073/pnas.2010984117
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Proc Natl Acad Sci U S A
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jianlou Niu;Jing Zhao;Jiamin Wu;Guanting Qiao;Junlian Gu;Chuanren Zhou;Qi Li;Lei Ying;Dezhong Wang;Huan Lin;Xiaokun Li;Moosa Mohammadi;Zhifeng Huang
  • 通讯作者:
    Zhifeng Huang

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其他文献

广州地区热带无爪螨在呼吸道过敏性疾病的致敏模式
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  • 发表时间:
    2018
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘晓清;郑佩燕;蔡传旭;韦妮莉;黄志锋;邹湘玮;孙宝清
  • 通讯作者:
    孙宝清
DRESOR法求解超短脉冲在一维非均匀介质中的瞬态辐射传输
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    工程热物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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32306项次可疑过敏性疾病患者猫狗毛过敏原特异性IgE结果分析
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  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    现代预防医学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄志锋;罗文婷;邹湘玮;刘晓清;蔡传旭;孙宝清
  • 通讯作者:
    孙宝清
我国过敏原检测技术及过敏性疾病诊断策略的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中华预防医学杂志
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  • 作者:
    罗文婷;廖陈喜;吴丽婷;吴丽婷;黄志锋;胡海圣;朱惠清;孙宝清
  • 通讯作者:
    孙宝清
进攻与反击——从彩电价格战看动态竞争
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    企业管理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蓝海林;黄志锋
  • 通讯作者:
    黄志锋

其他文献

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黄志锋的其他基金

下丘脑旁分泌生长因子FGF信号与血糖持久稳态
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    76 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
FGF-1体内双重调节功能及其在内分泌系统中的作用机制研究
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    81473261
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    2014
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    青年科学基金项目

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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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