ZnT3-ACh-AMPK-mTOR信号通路对脊髓损伤后自噬的调节及机制的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81671907
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H1701.创伤
  • 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

AMPK-mTOR signaling pathway plays an important role in autophagy after spinal cord injury (SCI). Zinc transporter protein 3 (ZnT3) can regulate the release of ACh of nerve presynaptic membrane, which promotes the recovery of neurological function. Previous studies have found that the ZnT3 and local ACh expression levels were significantly increased, the expression levels of ZnT3 and autophagy were positive correlativity, on the contrary, the expression of ZnT3 and mTOR protein was negative correlativity after SCI. Therefore, we have supposed that ZnT3 may induced autophagy by ACh-AMPK-mTOR signaling pathway. In our study, we will establish SCI model by utilizing ZnT3 knockout mouse, detect the recovery of their locomotor and nerve function. Besides, we will observe morphological changes of the cells and synapse after culturing spinal cord primary neuronal cells. Furthermore, we will observe the ultrastructure, proliferation and energy metabolism in the spinal motor neuron cells after ZnT3 gene silencing or overexpression, and detect the activity of autophagy after injury. Finally, our study will illuminate the specific molecular mechanisms on regulation of autophagy with ZnT3-ACh-AMPK-mTOR signaling pathway after SCI. The study will provide new therapeutic targets and scheme for SCI, and offer a strong basis of theoretical and experimental foundation for fundamental research of SCI.
AMPK-mTOR信号通路在脊髓损伤(SCI)后自噬中发挥重要作用,而锌转运蛋白3(ZnT3)可调节神经突触前膜释放ACh促进神经功能恢复。前期研究发现:SCI后ZnT3表达及局部ACh含量均明显增高,ZnT3与自噬水平呈正相关关系,而与mTOR表达呈负相关关系。因此我们提出:ZnT3可能通过ACh-AMPK-mTOR诱导SCI后自噬发生。本项目将利用ZnT3基因敲除小鼠构建SCI模型,检测此类小鼠SCI后运动神经功能的恢复情况;并培养其原代神经元细胞,观察研究损伤处理后的细胞及突触形态变化;探讨基因沉默/过表达对脊髓运动神经元细胞株损伤后超微结构、增殖及能量代谢的影响,检测自噬相关蛋白表达的变化;阐明SCI后调控自噬的ZnT3-ACh-AMPK-mTOR信号通路的具体分子机制。本项目的顺利进行将为SCI提供新的治疗靶点及方案,为SCI的基础研究提供有力的理论学依据和实验学基础。

结项摘要

脊髓损伤(spinal cord injury)是指由于外界直接或间接因素导致脊髓损伤,在损害的相应节段出现各种运动、感觉和括约肌功能障碍,肌张力异常及病理反射等的相应改变。脊髓损伤的程度和临床表现取决于原发性损伤的部位和性质。本研究团队分别研究锌处理后对于锌转运体的调控作用,以及对于脊髓损伤功能恢复、治疗影响及其作用机制进行了深入研究。本课题利用脊髓打击损伤模型,随机分为假手术组,溶剂组,给锌组,研究锌干预对脊髓损伤动物行为学影响,利用Western blot技术检测锌干预对锌转运体3以及自噬的表达影响,以及AMPK-mTOR信号转导通路的变化,初步探寻作用机制。利用尼氏染色和免疫荧光观察脊髓前角运动神经元形态;电镜检测锌干预对脊髓损伤神经元的自噬小体的变化;利用蛋白凝胶电泳、免疫荧光以及PCR等技术检测AMPK-mTOR信号转导通路的变化。结果显示:给与锌离子治疗后,能够诱导Znt3的表达。再此基础上,自噬特异性蛋白表达增强,锌治疗组小鼠脊髓组织自噬小体数量增多,自噬流增强。除此之外,我们的结果还提示,锌离子还可以通过自噬发挥对泛素化修饰的影响,以及通过发挥抗氧化应激的作用抑制炎性小体NLRP3的表达。因此提示,适量锌可能参与脊髓损伤修复。结论:锌处理能显著降低小鼠脊髓的继发性损伤,促进运动功能的恢复,其机制可能与促进自噬的高表达,增强泛素化水平,抑制焦亡小体活性有关。其作用机制可能成为脊髓损伤治疗的新途径。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Triggering of Autophagy by Baicalein in Response to Apoptosis after Spinal Cord Injury: Possible Involvement of the PI3K Activation
脊髓损伤后黄芩素触发自噬响应细胞凋亡:可能涉及 PI3K 激活
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018-04-01
  • 期刊:
    BIOLOGICAL & PHARMACEUTICAL BULLETIN
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Li, Yuanlong;Lin, Sen;Mei, Xifan
  • 通讯作者:
    Mei, Xifan
RESVERATROL PROTECTS AGAINST SPINAL CORD INJURY BY ACTIVATING AUTOPHAGY AND INHIBITING APOPTOSIS MEDIATED BY THE SIRT1/AMPK SIGNALING PATHWAY
白藜芦醇通过激活自噬并抑制 Sirt1/ampk 信号通路介导的细胞凋亡来预防脊髓损伤
  • DOI:
    10.1016/j.neuroscience.2017.02.027
  • 发表时间:
    2017-04-21
  • 期刊:
    NEUROSCIENCE
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Zhao, Haosen;Chen, Shurui;Mei, Xifan
  • 通讯作者:
    Mei, Xifan
Zinc Improves Functional Recovery by Regulating the Secretion of Granulocyte Colony Stimulating Factor From Microglia/Macrophages After Spinal Cord Injury
锌通过调节脊髓损伤后小胶质细胞/巨噬细胞分泌粒细胞集落刺激因子来改善功能恢复
  • DOI:
    10.3389/fnmol.2019.00018
  • 发表时间:
    2019-02-01
  • 期刊:
    FRONTIERS IN MOLECULAR NEUROSCIENCE
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Li, Xian;Chen, Shurui;Mei, Xifan
  • 通讯作者:
    Mei, Xifan
Zinc provides neuroprotection by regulating NLRP3 inflammasome through autophagy and ubiquitination in a spinal contusion injury model.
在脊髓挫伤模型中,锌通过自噬和泛素化调节 NLRP3 炎性体,从而提供神经保护
  • DOI:
    10.1111/cns.13460
  • 发表时间:
    2021-04
  • 期刊:
    CNS neuroscience & therapeutics
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Lin JQ;Tian H;Zhao XG;Lin S;Li DY;Liu YY;Xu C;Mei XF
  • 通讯作者:
    Mei XF
Zinc promotes functional recovery after spinal cord injury by activating Nrf2/HO-1 defense pathway and inhibiting inflammation of NLRP3 in nerve cells
锌通过激活Nrf2/HO-1防御通路、抑制神经细胞NLRP3炎症促进脊髓损伤后功能恢复
  • DOI:
    10.1016/j.lfs.2020.117351
  • 发表时间:
    2020-03-15
  • 期刊:
    LIFE SCIENCES
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Li, Daoyong;Tian, He;Mei, Xifan
  • 通讯作者:
    Mei, Xifan

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AI项目解读示例

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]
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          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]
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          K --> L[研究结束]
      
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