强制能量限制调控AMPK/NCX1通路拮抗糖尿病心肌病的机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31900820
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1102.内分泌、泌尿与生殖生理
  • 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

Diabetic cardiomyopathy is one of the important complications of diabetes mellitus,and mitochondrial dysfunction plays a key role in in its pathogenesis. It was reported that Na+/Ca2+ exchanger 1 (NCX1), localizing in mitochondrial inner membrane, maintains a normal cardiomyocyte mitochondrial respiration function through modulation of cardiac Ca2+ homeostasis. However, the mechanism of the effect of diabetes on NCX1 expression is still unclear. Our previous work showed that high glucose induced increased cytoplasmic and mitochondrial Ca2+ influx in cardiac myocytes, and significantly decreased the expression of NCX1 in cardiac myocytes of diabetic rats, accompanied with cardiomyocyte mitochondrial dysfunction. We used metabolic surgery as a tool to confirm that the activity of energy sensor AMPK in myocardial tissue increased after compulsory energy restriction, accompanied by the up-regulation of NCX1 expression, and significantly reversed the myocardial mitochondrial respiratory dysfunction caused by diabetes mellitus, and improved myocardial structural damage and diastolic dysfunction. Nevertheless, how energy restriction regulates the AMPK/NCX1 pathway, corrects the imbalance of Ca2+ homeostasis in myocardial mitochondria, and thus improve the respiratory function of mitochondria still needs determined. Thus, we propose a theoretical hypothesis that NCX1 is an important regulator of mitochondrial Ca2+ homeostasis, and that the dysfunction of NCX1 in diabetes can cause the imbalance of mitochondrial Ca2+ homeostasis and lead to cardiac damage. The present study will further clarify the mechanism of compulsory energy restriction regulating AMPK/NCX1 pathway antagonizing diabetic cardiomyopathy.
糖尿病心肌病是糖尿病的重要并发症,线粒体功能障碍在其发病过程中起关键作用。线粒体内膜钠钙交换子NCX1通过调节线粒体钙稳态维持正常的线粒体呼吸功能,但糖尿病对NCX1影响的机制尚不清楚。我们前期工作显示,高糖诱导心肌细胞胞浆及线粒体钙内流增加,且糖尿病大鼠心肌组织中NCX1表达显著下调,伴随线粒体呼吸功能异常。我们以代谢手术作为干预工具证实,强制能量限制后心肌能量感受器AMPK活性增加,伴随NCX1表达上调,且显著逆转糖尿病引起的心肌线粒体呼吸功能障碍,改善心肌结构及功能损害。但能量限制如何调控AMPK/NCX1通路,纠正线粒体钙稳态失衡,从而改善线粒体呼吸功能的机制尚不清楚。为此,我们提出理论假设:NCX1是维持心脏线粒体钙稳态的重要调节因子,糖尿病可损害NCX1,使心肌线粒体钙稳态失衡,导致心脏病变。本研究将揭示强制能量限制调控AMPK/NCX1通路拮抗糖尿病心肌病的机制。

结项摘要

糖尿病心肌病是糖尿病的重要并发症,线粒体功能障碍在其发病过程中起关键作用。线粒体内膜钠钙交换子NCX1通过调节线粒体钙稳态维持正常的线粒体呼吸功能,但糖尿病对NCX1影响的机制尚不清楚。本项目以代谢手术作为强制能量限制干预手段,针对其是否可以逆转糖尿病的心脏损害进行了研究,并探索了其分子机制。在本项目中,我们通过链脲佐菌素(STZ)造成高血糖模型,通过超声心动图确定其形成糖尿病心肌病典型症状后接受代谢手术治疗。我们发现代谢手术后动物的心脏舒张功能障碍得到显著改善,心肌AMPK活性上调,同时逆转了高血糖所致的线粒体功能损害。细胞实验证实,高糖引起线粒体钙超载,进而影响线粒体功能,AMPK激动剂干预可以拮抗高糖导致的线粒体损害。通过心肌特异性敲除AMPK后,代谢手术的心脏获益消失。通过蛋白质组学筛查手段,我们发现代谢手术后心肌线粒体相关蛋白变化最为显著,而且代谢手术逆转了高糖导致的NCX1蛋白的下调,其表达下调可能是细胞线粒体钙超载的关键因素。我们发现抑制NCX1的功能造成AMPK激活后的线粒体功能改善消失。而且特异性敲除心肌的NCX1几乎完全阻断了糖尿病时代谢手术的心肌获益。同时,我们注意到代谢手术后NAD+从头合成途径激活,心肌组织内NAD+含量增加,包括Sirt1在内的Sirt家族表达上调。阻断NAD+的合成后代谢手术的心脏获益消失,而补充NAD+的前体物质可以显著改善糖尿病心肌病。我们的研究结果提示,在整体能量状态改变时,存在AMPK/NAD+/Sirt/NCX1调控通路,通过介导线粒体钙稳态而调节线粒体功能,进而调整心肌细胞功能。我们的研究表明整体能量状态的控制是一个有前景的改善心脏功能受损的预防和治疗措施。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Roux-en-Y胃转流术后长期维持减重效应和血糖稳态的机制研究
  • DOI:
    10.3760/cma.j.cn115791-20200113-00017
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中华糖尿病杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    路宗师;韦晓;孙芳;周训美;高鹏;祝之明
  • 通讯作者:
    祝之明
Reducing NADPH Synthesis Counteracts Diabetic Nephropathy through Restoration of AMPK Activity in Type 1 Diabetic Rats
减少 NADPH 合成可通过恢复 1 型糖尿病大鼠的 AMPK 活性来对抗糖尿病肾病
  • DOI:
    10.1016/j.celrep.2020.108207
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Cell Reports
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Xiao Wei;Zongshi Lu;Li Li;Hexuan Zhang;Fang Sun;Huan Ma;Lijuan Wang;Yingru Hu;Zhencheng Yan;Hongting Zheng;Gangyi Yang;Daoyan Liu;Martin Tepel;Peng Gao;Zhiming Zhu
  • 通讯作者:
    Zhiming Zhu
Factors associated with gastrointestinal side effects after liraglutide treatment for type 2 diabetes
利拉鲁肽治疗2型糖尿病后胃肠道副作用的相关因素
  • DOI:
    10.3389/fendo.2023.1098032
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
    Frontiers in Endocrinology
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Hao Wu;Zongshi Lu;Runyao Chen;Quanfang Cai;Miaomiao Wang;Liting Zhang;Zhiming Zhu
  • 通讯作者:
    Zhiming Zhu

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

咖啡因调控肾脏钠重吸收拮抗盐敏感性高血压
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国病理生理杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨涛;于浩;高鹏;魏星;张和轩;熊诗强;路宗师;黎黎;韦晓;陈静;刘道燕;祝之明
  • 通讯作者:
    祝之明
激活TRPV1上调UCP2改善血管内皮线粒体功能即拮抗冠状动脉粥样硬化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国病理生理杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    熊诗强;马丽群;王沛坚;高鹏;黎黎;杨涛;路宗师;崔元廷;刘道燕;祝之明
  • 通讯作者:
    祝之明

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

路宗师的其他基金

胆汁酸通过TRPC3调控血管平滑肌钙稳态改善高血压的机制
  • 批准号:
    32371166
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

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

        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]
      
关闭
close
客服二维码