XBP1s通过GFAT1调控HBP/O-GlcNAcylation对蛛网膜下腔出血后早期继发脑损伤的保护作用及机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81801309
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0914.神经功能保护与功能调控
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Subarachnoid hemorrhage (SAH) is a devastating acute neurological disease with high morbidity and mortality. Despite great effort in clinical and animal research, no pharmacologic intervention has yet been proven to improve neurologic outcome for SAH patients. Such a disappointing outcome from a massive research investment points out a necessity to better understand the underlying pathobiology of SAH. Mounting evidence has demonstrated that early brain injury (EBI) plays a critical role in defining the SAH outcome, which activates many stress response pathways. Among them is the unfolded protein response (UPR), which has been considered as a promising target for neuroprotective therapy, as UPR facilitates recovery of key neuronal functions impaired by metabolic stress, ie, folding and processing of proteins in the endoplasmic reticulum (ER). In UPR, one key mediator is XBP1s, a transcriptional factor that regulates expression of genes that code for ER-resident chaperons and importantly, the enzymes, including the rate-limiting enzyme GFAT1, involved in the hexosamine biosynthetic pathway (HBP). HBP produces UDP-GlcNAc, the substrate for O-GlcNAc modification. Notably, O-GlcNAc modification is a protective pathway under a variety of stress conditions, such as brain ischemia and heart ischemia. Our preliminary studies indicated that levels of XBP1s mRNA was significantly increased in the mouse brain after SAH. Critically, this increase was confirmed in SAH patient samples. Further, GFAT1 mRNA was found to be significantly upregulated in SAH patients. Taken together, we hypothesize that SAH upregulates XBP1s expression and thus the level of GFAT1 in the brain, which leads to increased O-GlcNAcylation that confers neuroprotective effect on EBI. To test this hypothesis, in this proposal, we will use not only genetic gain- and loss-of-function strategies (forebrain-specific XBP1 knockout and transgenic mouse models), but also adeno-associated virus-based gene delivery approache, to clarify the role of the XBP1s/HBP/O-GlcNAcylation axis in the fate and function of neurons after SAH. The results from this project is expected to improve our understanding of EBI after SAH and facilitate the development of novel neuroprotective therapies in SAH.
蛛网膜下腔出血(SAH)后早期继发性脑损伤(EBI)是SAH患者高死亡率和高致残率的重要原因。这与内质网应激有关,但其调控机制不明。我们前期研究发现,人和小鼠SAH早期,内质网UPR通路的XBP1s基因转录增加,且HBP通路关键酶GFAT1 mRNA增加;心肌缺血时XBP1s可直接激活GFAT1从而上调HBP通路。同时我们以往研究发现HBP/O-GlcNAcylation通路对缺血性脑卒中具有神经保护作用。据此,申请者推测XBP1s通过GFAT1激活HBP/O-GlcNAcylation信号通路而对SAH后EBI具有保护作用。本项目拟用XBP1前脑定向基因敲除与过表达小鼠为研究对象,建立SAH模型,并结合腺相关病毒转导及siRNA技术,试图阐明XBP1s/GFAT1/HBP/O-GlcNAcylation信号轴在SAH后EBI的作用机制,为临床开发SAH后EBI的神经保护药物提供实验依据。

结项摘要

蛛网膜下腔出血(SAH)后早期继发性脑损伤(EBI)是SAH患者高死亡率和高致残率的重要原因。这与内质网应激有关,但其调控机制不明。我们前期研究发现,人和小鼠SAH早期,内质网UPR通路的XBP1s基因转录增加,且HBP通路关键酶GFAT1 mRNA增加,而在心肌中XBP1s可直接激活GFAT1从而上调HBP通路,同时我们以往研究发现HBP/O-GlcNAcylation通路对缺血性脑卒中具有神经保护作用。. 本研究实验采用XBP1s与GFAT1在离体和在体的沉默和过表达实验,证实了在SAH后,XBP1s的转录增加能够增强HBP/O-GlcNAcylation的糖化作用并对SAH后EBI具有保护作用,而同时沉默GFAT1基因,这种保护作用消失同时受损区域的蛋白O-GlcNAcylation糖化作用显著降低。. 证明了XBP1s/GFAT1/HBP/O-GlcNAcylation信号轴在SAH后EBI的具有保护作用,为临床开发SAH后EBI的神经保护药物提供实验依据。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
PERK途径内质网应激与右美托咪定减轻小鼠脑缺血再灌注损伤的关系
  • DOI:
    10.3760/cma.j.cn131073.20210126.00509
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中华麻醉学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴科帆;张爱宁;季烨龙;张艺;江梦;夏中元
  • 通讯作者:
    夏中元

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其他文献

浮空器蒙皮膜复合材料单轴拉伸力学性能及弹性常数
  • DOI:
    10.13801/j.cnki.fhclxb.20160328.011
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    复合材料学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何世赞;陈务军;高成军;李纯;江梦;何巍
  • 通讯作者:
    何巍
高糖通过抑制Bmal1调控的自噬加重细胞缺氧复氧损伤
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    山西医科大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高文蔚;袁泉;江梦;刘恋;赵博
  • 通讯作者:
    赵博

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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