转录因子Foxo3在镉致肾小管上皮细胞线粒体自噬中的作用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31902329
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1809.临床兽医学
  • 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

Mitophagy is involved in mechanism of kidney injury, but the role of mitophagy in cadmium-induced renal damage has not been clarified yet. The transcription factor Foxo3 is involved in the regulation of mitophagy, and previous studies have found that cadmium causes abnormal protein expression of Foxo3 and mitophagy in proximal tubular cells. Accordingly, we propose here the scientific hypothesis that Foxo3 may participate in regulating the mitophagy in proximal tubular cells exposed to cadmium, and present the following research proposal to validate it. In present study, primary rat proximal tubular (rPT) cells and NRK-52E cells will be applied for the in vitro toxicology model. Partial cells will be treated with either gene overexpression or gene silence technology to make some genes overexpressed or silenced, respectively. Then, all of the model cells will be exposed to cadmium. After the treatments, the levels of protein expression, phosphorylation, nuclear translocation of Foxo3, and mitophagy level will be assessed to clear the role of Foxo3 in cadmium-induced mitophagy of proximal tubular cells. Next, the expression of proteins in mitochondrial dynamic, PINK1/Parkin signaling pathway, ubiquitination and formation of autophagosome will be assessed, to clear the role of miRNAs located downstream of Foxo3 via mitochondrial homeostasis-, damaged mitochondria recognition and trafficking-mediated cadmium-induced mitophagy in proximal tubular cells. This study will elucidate the regulatory role of Foxo3 in cadmium-induced mitophagy of rPT cells, which can provide the theoretical evidence for prevention of nephrotoxicity induced by cadmium from the perspective of mitochondrial protection.
线粒体自噬与肾脏损伤机制密切相关,但线粒体自噬在镉致肾脏损伤中的作用尚不明确。转录因子Foxo3参与调控线粒体自噬,前期研究发现镉导致肾小管上皮细胞Foxo3蛋白表达异常和线粒体自噬。因此,本项目提出Foxo3参与调控镉致肾小管上皮细胞线粒体自噬这一科学假说,开展如下研究:对大鼠肾小管上皮细胞特定基因/miRNA的表达正负调控后,进行镉染毒。检测Foxo3蛋白表达、磷酸化、核转位及线粒体自噬变化,明确Foxo3在镉致肾小管上皮细胞线粒体自噬中的作用;检测线粒体动力蛋白表达、PNK1/Parkin信号通路蛋白表达、泛素化水平和自噬小体关键蛋白表达,明确Foxo3下游miRNA通过介导线粒体融合-分裂稳态、受损线粒体识别和转运调控镉致肾小管上皮细胞线粒体自噬的机制。预期结果将阐明Foxo3在镉致肾小管上皮细胞线粒体自噬中的调控作用,为从线粒体保护的角度防治镉的肾脏毒性提供理论依据。

结项摘要

线粒体自噬是肾脏损伤过程中一种重要反应机制,研究表明其参与氧化应激导致的肾脏损伤过程。但线粒体自噬在镉致肾脏损伤中的作用尚不明确。前期研究发现镉暴露会导致肾小管上皮细胞FOXO3蛋白表达和线粒体自噬异常,本项目提出FOXO3参与调控镉致肾小管上皮细胞线粒体自噬这一科学假说,开展如下研究:原代大鼠肾小管上皮细胞经基因过表达/沉默技术对特定基因的表达进行调控,或经特异性抑制剂/诱导剂处理后进行CdCl2染毒,检测FOXO3蛋白表达和磷酸化修饰,Nrf2蛋白表达和核转位,线粒体融合蛋白OPA1和MFN2及线粒体分裂蛋白FIS1和DNM1L表达,miRNA Let-7f-2-3p表达,及线粒体自噬。研究结果如下:① 发现镉暴露导致FOXO3蛋白表达量降低,磷酸化FOXO3与总FOXO3比值显著升高,线粒体结构损伤,及线粒体网络异常。②镉暴露导致Nrf2核转位增加,FOXO3基因敲减进一步促进Nrf2核转位水平,线粒体损伤加剧,同时线粒体自噬增强。③镉暴露导致的Nrf2核转位改变线粒体融合蛋白OPA1和MFN2及线粒体分裂蛋白FIS1和DNM1L的表达,导致线粒体稳态失衡。④FOXO3靶分子miRNA Let-7f-2-3p在镉暴露的肾小管上皮细胞内表达降低,负调控线粒体自噬相关蛋白PARKIN的表达,参与调控线粒体自噬。本项目发现FOXO3靶基因Nrf2和miRNA Let-7f-2-3p分别参与调控线粒体稳态,受损线粒体识别和线粒体自噬。证实FOXO3通过Nrf2 - 线粒体稳态和Let-7f-2-3p - Parkin分别调控线粒体稳态和线粒体自噬参与镉暴露导致的大鼠肾小管上皮细胞病理损伤过程。本研究结果为从线粒体保护的角度防治镉的肾脏毒性提供理论依据。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Puerarin prevents cadmium‐induced disorder of testicular lactic acid metabolism in rats by activating 5′ AMP ‐activated protein kinase ( AMPK )/sirtuin 1 ( SIRT1 ) signaling pathway
  • DOI:
    10.1002/tox.23096
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Environmental Toxicology
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Wenxuan Dong;Kanglei Zhang;Gang Liu;Yun Tan;Hui Zou;Yan Yuan;Jianhong Gu;Ruilong Song;Jiaqiao Zhu;Zongping Liu
  • 通讯作者:
    Zongping Liu
Cadmium exposure induces rat proximal tubular cells injury via p62-dependent Nrf2 nucleus translocation mediated activation of AMPK/AKT/mTOR pathway
镉暴露通过 p62 依赖性 Nrf2 核易位介导的 AMPK/AKT/mTOR 通路激活诱导大鼠近端肾小管细胞损伤
  • DOI:
    10.1016/j.ecoenv.2021.112058
  • 发表时间:
    2021-03-11
  • 期刊:
    ECOTOXICOLOGY AND ENVIRONMENTAL SAFETY
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    Dong, Wenxuan;Liu, Gang;Liu, Zongping
  • 通讯作者:
    Liu, Zongping
The epigenetic regulator BRD4 is involved in cadmium-triggered inflammatory response in rat kidney
表观遗传调节因子 BRD4 参与镉触发的大鼠肾脏炎症反应
  • DOI:
    10.1016/j.ecoenv.2021.112620
  • 发表时间:
    2021-08-13
  • 期刊:
    ECOTOXICOLOGY AND ENVIRONMENTAL SAFETY
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    Gong, Zhonggui;Liu, Gang;Liu, Zongping
  • 通讯作者:
    Liu, Zongping
Honokiol Antagonizes Cadmium-Induced Nephrotoxicity in Quail by Alleviating Autophagy Dysfunction, Apoptosis and Mitochondrial UPR Inhibition with Its Antioxidant Properties.
和厚朴酚通过其抗氧化特性减轻自噬功能障碍、细胞凋亡和线粒体 UPR 抑制来拮抗镉诱导的鹌鹑肾毒性
  • DOI:
    10.3390/life12101574
  • 发表时间:
    2022-10-10
  • 期刊:
    LIFE-BASEL
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Zhang, Kanglei;Dong, Wenxuan;Li, Jiahui;Gong, Zhonggui;Liu, Wenjing;He, Shuangjiang;Zou, Hui;Song, Ruilong;Liu, Gang;Liu, Zongping
  • 通讯作者:
    Liu, Zongping
Melatonin improves mitochondrial function by preventing mitochondrial fission in cadmium-induced rat proximal tubular cell injury via SIRT1–PGC-1α pathway activation
褪黑素通过 SIRT1-PGC-1α 通路激活防止镉诱导的大鼠近端肾小管细胞损伤中的线粒体裂变,从而改善线粒体功能
  • DOI:
    10.1016/j.ecoenv.2022.113879
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Ecotoxicology and Environmental Safety
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    Wenxuan Dong;Lianqi Yan;Yun Tan;Shufang Chen;Kanglei Zhang;Zhonggui Gong;Wenjing Liu;Hui Zou;Ruilong Song;Jiaqiao Zhu;Gang Liu;Zongping Liu
  • 通讯作者:
    Zongping Liu

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其他文献

Stable set of uncertain coalitional game with application to electricity suppliers problem
不确定联盟博弈的稳定集及其在电力供应商问题中的应用
  • DOI:
    10.1007/s00500-017-2611-x
  • 发表时间:
    2018-09
  • 期刊:
    Soft Computing
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Yajuan Liu;刘刚
  • 通讯作者:
    刘刚
氧化钨的形貌结构对纳米WC粉末均匀性的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    稀有金属材料与工程
  • 影响因子:
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  • 作者:
    唐建成;雷纯鹏;刘刚;吴爱华
  • 通讯作者:
    吴爱华
地质空间认知与多维动态建模结构研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    地质科技情报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何珍文;吴冲龙;刘刚;田宜平;张夏林;翁正平
  • 通讯作者:
    翁正平
NSCT域多分辨率红外与可见光景象匹配算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    系统仿真学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘刚;王光宇;周珩;王明静
  • 通讯作者:
    王明静
黑龙江省粮食生产对气候变化影响的脆弱性分析
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国农业气象
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    段兴武;谢云;刘刚;蔺涛
  • 通讯作者:
    蔺涛

其他文献

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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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