基于植入前胚胎SLC2As表达和调控,探讨肥胖损伤胚胎发育的机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81771586
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0414.早期胚胎发育
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Glucose metabolic diseases especially obesity can significantly damage the development of preimplantation embryos, even resulting in infertility, but its mechanism is still unknown. Glucose has special significance to the development of preimplantation embryos, and there are great differences in the requirement of glucose during each stage embryos. Glucose entrying into cells mainly depends on the glucose carrier family SLC2As transport. As a portal to control glucose intake, the precise and orderly expression of SLC2As is crucial to assure on-demand glucose intake of the each stage embryos. However, the expression characteristics and regulatory mechanisms of SLC2As in the preimplantation embryos are still unknown. Our preliminary data have demonstrated that there were 11 kinds of SLC2A expressions in the blastocyst, and P38 participated in the regulation of SLC2A expression. This project will firstly systematically analyse SLC2A expression sequence in the preimplantation each stage embryos, and map the embryo expression profile; then screen out the possibly effective condidate(s) considering the change of SLC2A protein expression level and finally verify the function of these candidate(s) through antisense RNA technology, and the role of P38 in embryo glucose transport and metabolism processes will be investigated through gene expression regulation. On this basis, we will mainly focus on the perspectives of the expression sequence of SLC2As and P38 regulation to analyse the effects of obesity on the glucose uptake, metabolism and development of preimplantation embryos, revealing the mechanism of obesity damage the embryonic development.
代谢性疾病特别是肥胖可显著影响人类的生育能力,其对植入前胚胎代谢和发育的损伤是可能的原因,但具体机制不详。葡萄糖对调控植入前胚胎发育有特殊意义,各期胚胎对其需求存在巨大差别。葡萄糖进入细胞主要依靠糖载体家族SLC2A的运输。作为控制葡萄糖摄入的“门户”,SLC2A“有序”和“恰当”的表达对保证各期胚胎“按需”摄入至关重要,但其在植入前胚胎中的表达和调控特征尚未明了。我们前期发现囊胚中有11种SLC2A表达,且P38参与调控了SLC2A的表达。本项目将系统分析SLC2A在植入前各期胚胎中的表达时序,绘制胚胎表达图谱;结合蛋白表达水平的变化,筛选可能的效应成员,利用反义RNA技术验证其功能;并通过基因上/下调控来明确P38在胚胎糖转运和糖代谢过程中的作用。在此基础上,将重点从SLC2A表达时序和P38调控角度探讨肥胖对植入前胚胎的葡萄糖摄入、代谢和发育的影响,以揭示肥胖损伤生育力的机制。

结项摘要

肥胖可显著影响人类的生育能力,其对植入前胚胎代谢和发育的损伤是可能的原因,但具体机制不详。葡萄糖对调控植入前胚胎发育有特殊意义,葡萄糖进入细胞主要依靠糖载体家族SLC2A的运输。SLC2A“有序”和“恰当”的表达对保证各期胚胎“按需”摄入至关重要,但其在植入前胚胎中的表达和调控特征尚未明了。对此开展了以下研究:1)通过小鼠模型分析肥胖对植入胚胎发育的作用,并探讨了饮食控制的意义;2)从蛋白层面,分析高糖高脂饮食对小鼠卵巢组织SLC2A表达模式的影响;3)分析卵母细胞及植入前胚胎的葡SLC2A的表达差异,并筛选可能的效应型; 4)探讨SLC2A表达调控对胚胎发育的具体影响;5)验证非生理性体外培养对植入前胚胎SLC2A表达的影响;6)通过RNAseq技术分析肥胖小鼠植入前胚胎的表达差异。结果:1)高糖饮食可致小鼠整体葡萄糖代谢失衡,并损伤卵子成熟和胚胎发育;恢复正常饮食可逆转上述影响;2)高糖饮食和HA环境可抑制SLC2A3、4、8的表达;3)植入前胚胎和卵子SLC2A mRNA表达模式有显著差异,SLC2A3、4、8表达最为丰富;4)体外培养可影响SLC2As的表达,可抑制多种SLC2ASs的表达;5)SLC2A模式的改变可影响植入前胚胎的发育;6)肥胖与正常小鼠植入前胚胎RNA表达谱存在差异,25个基因上调,30基因下降,涉及细胞代谢、氧化与抗氧化,细胞调控性死亡等多个方面。结论:1)肥胖可通过葡萄糖代谢通路影响卵子成熟和胚胎发育,恢复正常饮食可以逆转这一效应,提示健康饮食比禁食更有意义;2)肥胖会降低卵巢组织多个SLC2A蛋白表达并影响其定位,提示SLC2A蛋白可能是肥胖影响卵巢功能的重要机制;3)SLC2A在植入前胚胎中表达存在差异,显示植入前胚胎葡萄转运需求和方式存在差异,而调控SLC2A表达可影响胚胎发育;5)非生理的体外操作可影响植入前胚胎的SLC2A表达,优化培养体系有重要意义;6)肥胖对胚胎的影响至少涉及细胞代谢、氧化与抗氧化,以及调控性死亡等多个方面,提示需要开展更多研究。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
LonP1表达与线粒体稳态以及精子活力的 关联性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    生殖医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张家燕;王晓娜;李金晶;黄小圆;朱春芳;费前进;葛红山
  • 通讯作者:
    葛红山
LonP1 regulates mitochondrial network remodeling through the PINK1/Parkin pathway during myoblast differentiation
LonP1 在成肌细胞分化过程中通过 PINK1/Parkin 通路调节线粒体网络重塑。
  • DOI:
    10.1152/ajpcell.00589.2019
  • 发表时间:
    2020-12-01
  • 期刊:
    AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY-CELL PHYSIOLOGY
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Huang, Shiyuan;Wang, Xiaona;Ge, Hongshan
  • 通讯作者:
    Ge, Hongshan
UCP2 Mitigates the Loss of Human Spermatozoa Motility by Promoting mROS Elimination
UCP2 通过促进 mROS 消除来减轻人类精子活力的丧失
  • DOI:
    10.1159/000494479
  • 发表时间:
    2018-10
  • 期刊:
    Cellular Physiology and Biochemistry
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xiaona Wang;Hua Qian;Xiaoyuan Huang;Jingjing Li;Jiayan Zhang;Nan Zhu;Hua Chen;Chunfang Zhu;Jia Wang;Ping Zhang;Chunyan Jin;Hongshan Ge
  • 通讯作者:
    Hongshan Ge
Yap regulates mitochondrial structural remodeling during myoblast differentiation
Yap 在成肌细胞分化过程中调节线粒体结构重塑。
  • DOI:
    10.1152/ajpcell.00112.2018
  • 发表时间:
    2018-10-01
  • 期刊:
    AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY-CELL PHYSIOLOGY
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Huang, Shiyuan;Wang, Xiaona;Ge, Hongshan
  • 通讯作者:
    Ge, Hongshan
Cyclosporine A to Treat Unexplained Recurrent Spontaneous Abortions: A Prospective, Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled, Single-Center Trial.
环孢素 A 治疗不明原因复发性自然流产:一项前瞻性、随机、双盲、安慰剂对照、单中心试验
  • DOI:
    10.2147/ijwh.s330921
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    International journal of women's health
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wang N;Ge H;Zhou S
  • 通讯作者:
    Zhou S

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其他文献

抑制线粒体氧化磷酸化活性对卵子体外成熟、受精及发育的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    北京大学学报(医学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    葛红山;李晓和;张帆;陈华;习海涛;黄检英;朱春芳;吕杰强
  • 通讯作者:
    吕杰强
程序化与玻璃化冷冻保存人D2和D3胚胎的临床结局比较
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    医学研究杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    薛亚梅;李坤;葛红山;吕杰强
  • 通讯作者:
    吕杰强
线粒体在卵母细胞成熟和早期胚胎发育中的作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    温州医学院学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    戴蜜蜜;葛红山;吕杰强
  • 通讯作者:
    吕杰强
控制性超促排卵对小鼠卵母细胞线粒体数目和功能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中华妇产科学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    葛红山;张帆;李晓和;陈华;习海涛;黄检英;朱春芳;吕杰强
  • 通讯作者:
    吕杰强

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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