调控TFEB质核穿梭阻止螺旋神经元及耳蜗神经末梢退化变性的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81670926
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H1404.听觉异常与平衡障碍
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The retrogression of spiral ganglion neurons (SGNs) and synaptic terminals following hair cell loss is one of the important changes in the morphology of the sensorineural hearing loss (SNHL). Unfortunately, the mechanism about the SGN retrogression is still unknown. In our preliminary studies, we found that some interesting changes such as lipofuscin accumulation, an autophagy degradation substrate P62 increase, lysosomal enzymes decline, and TFEB aggregation within the cytoplasm of the SGNs could be observed in the process of SGN and synaptic terminal degeneration. Based on our results, we hypothesized that autophagy dysfunction may be involved in the process of the SGN and synaptic terminal degeneration, and probably resulted from the disrupted TFEB nuclear translocation. Therefore, we consider that the improvement of the TFEB nuclear translocation may block or alleviate the SGN and synaptic terminal degeneration. In this study, the regulation of the TFEB nuclear translocation within the SGNs can be achieved by the round window application of the ERK2 siRNA or recombinant adeno-associated virus vector in the mice with SGN degeneration established with kanamycin. Then, following the regulation of TFEB nuclear translocation, the changes of autophagy-lysosome pathway were tested with the molecular biology and morphological technology, and the functional and morphological changes of SGNs and synaptic terminals were evaluated by the EABR measurement, confocal and electron microscopy. Further relevant studies were done to investigate the mechanisms and signaling pathways of the improvement of TFEB nuclear translocation blocking the SGN degeneration. This study would provide a new vision of the prevention and intervention of SGN degeneration and the potential future of prevention and treatment of SNHL.
耳蜗毛细胞破坏后螺旋神经元及耳蜗神经末梢退化变性是感音神经性耳聋的一个重要病理改变,其发生机制不明。前期研究发现:耳蜗毛细胞破坏后螺旋神经元内脂褐素积聚增多,自噬降解底物P62升高,溶酶体关键消化酶表达下降,TFEB集聚于胞质中不能入核。提示螺旋神经元及耳蜗神经末梢在其退化变性过程中有自噬失调现象存在,它可能为TFEB的质核穿梭障碍所导致,改善TFEB质核穿梭有望能够阻止或减轻螺旋神经元及耳蜗神经末梢的退化变性。本项目拟采用ERK2基因内耳转染过表达和RNA干扰技术调控耳蜗螺旋神经元退行性变模型小鼠螺旋神经元的TFEB质核穿梭,然后借用分子生物学和相关形态学方法研究TFEB质核穿梭调控后自噬-溶酶体途径相关因子的变化,再借助EABR、激光共聚焦、电镜等手段观察调控TFEB质核穿梭后螺旋神经元及耳蜗神经末梢形态与功能的改变,最后进一步研究其分子机制。本项目可为感音神经性耳聋的防治提供新思路。

结项摘要

感音神经性耳聋耳蜗毛细胞破坏后,其耳蜗神经末梢和螺旋神经元常发生退化变性,此种退化变性在病理形态学上与许多神经退行性变疾病相类似。TFEB 为调控溶酶体功能及自噬形成等自噬-溶酶体降解通路的关键因子,调控TFEB 可改变神经退行性变疾病的进程。本研究在观察耳蜗毛细胞丧失后螺旋神经元退化变性过程中自噬失调、自噬-溶酶体信号轴、TFEB 动态变化的基础上,研究促进TFEB 入核穿梭改善SGNs 退化变性过程中的自噬失调及氧化应激,减轻耳蜗SGNs 的退化变性。采用耳毒性药物破坏小鼠耳蜗毛细胞诱导螺旋神经元退化变性,然后借助透射电镜、冰冻切片自发荧光观察等手段观察耳蜗SGNs 退化变性过程中其胞体内脂褐素的动态变化,Western blot、冰冻切片染色激光共聚焦观察检测耳蜗SGNs 退化变性过程中自噬水平蛋白LC3、Beclin-1、自噬底物蛋白p62、泛素化蛋白表达、溶酶体功能调控转录因子TFEB 质核分布的动态变化,Real-time PCR 检测溶酶体膜蛋白基因Lamp-1、溶酶体组织消化酶CSTB、CSTD mRNA 表达水平的动态变化,以了解耳蜗螺旋神经元退化变性过程中其自噬溶酶体信号通路和TFEB 穿梭入核的受损程度。然后利用mTOR抑制剂CCI-779 促进耳蜗SGNs 内TFEB 的入核穿梭,观察TFEB穿梭入核改善后能否减轻退化变性SGNs 的自噬障碍,降低其氧化应激水平,阻止或减轻耳蜗毛细胞破坏后SGNs 的退化变性。结果:小鼠耳蜗毛细胞破坏后SGNs 退化变性过程中其螺旋神经元胞体内有许多脂褐素堆积及自噬泡形成,表明有自噬参与其病理过程。随着耳蜗SGNs 退化变性的加重,其自噬水平升高,但自噬底物p62、及泛素化蛋白增多,TFEB 的细胞核质比不断下降,溶酶体生成及其主要消化酶的表达下降明显,显示自噬流受到了抑制。采用CCI-779 促进退化变性SGNs 胞体内的TFEB 穿梭入核后,其自噬受损现象明显改善,氧化应激水平降低,存留的SGNs数目显著增多,ABR 阈值降低。结论:小鼠耳蜗毛细胞丧失后SGNs 退化变性过程中存在TFEB 入核障碍和自噬受损。利用CCI-779 促进TFEB 穿梭入核后,能明显改善其自噬障碍,降低氧化应激水平,减轻SGNs 的退化变性。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Cognitive Decline, Dementia, Alzheimer's Disease and Presbycusis: Examination of the Possible Molecular Mechanism.
认知衰退、痴呆、阿尔茨海默氏病和老年性耳聋:可能的分子机制研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Frontiers in neuroscience
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Shen Y;Ye B;Chen P;Wang Q;Fan C;Shu Y;Xiang M
  • 通讯作者:
    Xiang M
THE ROLE OF Efr3a IN AGE-RELATED HEARING LOSS
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  • DOI:
    10.1016/j.neuroscience.2016.11.013
  • 发表时间:
    2017-01-26
  • 期刊:
    NEUROSCIENCE
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Hu, Haixia;Ma, Yan;Xiang, Mingliang
  • 通讯作者:
    Xiang, Mingliang
Gene expression differences between thyroid carcinoma, thyroid adenoma and normal thyroid tissue
甲状腺癌、甲状腺腺瘤与正常甲状腺组织基因表达差异
  • DOI:
    10.3892/or.2018.6717
  • 发表时间:
    2018-12-01
  • 期刊:
    ONCOLOGY REPORTS
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Wang, Quan;Shen, Yilin;Xiang, Mingliang
  • 通讯作者:
    Xiang, Mingliang
Restoring autophagic flux attenuates cochlear spiral ganglion neuron degeneration by promoting TFEB nuclear translocation via inhibiting MTOR
恢复自噬流通过抑制 MTOR 促进 TFEB 核转位来减轻耳蜗螺旋神经节神经元变性
  • DOI:
    10.1080/15548627.2019.1569926
  • 发表时间:
    2019-06-03
  • 期刊:
    AUTOPHAGY
  • 影响因子:
    13.3
  • 作者:
    Ye, Bin;Wang, Quan;Xiang, Mingliang
  • 通讯作者:
    Xiang, Mingliang
Systematic Transcriptome Analysis of Noise-Induced Hearing Loss Pathogenesis Suggests Inflammatory Activities and Multiple Susceptible Molecules and Pathways
噪声引起的听力损失发病机制的系统转录组分析表明炎症活动和多种易感分子和途径
  • DOI:
    10.3389/fgene.2020.00968
  • 发表时间:
    2020-08-28
  • 期刊:
    FRONTIERS IN GENETICS
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Wang, Quan;Shen, Yilin;Xiang, Mingliang
  • 通讯作者:
    Xiang, Mingliang

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卡那霉素联合呋塞米致聋小鼠耳蜗螺旋神经节细胞的退化变性及其EFR3A蛋白的表达
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  • 期刊:
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  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    国际耳鼻咽喉头颈外科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    叶斌;向明亮
  • 通讯作者:
    向明亮

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向明亮的其他基金

DLK介导自噬障碍促使毛细胞衰老在感音型老年性耳聋听力损失加速进展中的作用及机制
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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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