谷氨酰胺饥饿调控肿瘤线粒体代谢的分子机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31871437
  • 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:
    C0708.细胞代谢、应激及稳态调控
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Cancer is one of major threats for health and is the second leading cause of death worldwide. One of the hallmarks of cancer is reprogramming of energy metabolism. To gain a better understanding of the underlying mechanism leading to tumorigenesis is helpful for finding new targets for therapy. The resurgence of research into cancer metabolism has recently broadened our interests from glucose to other nutrients, such as glutamine or serine. Glutamine is essential for proliferation and biosynthesis of many cancer cells, and glutamine starvation has been proven to induce cell growth arrest, autophagy and apoptosis. However, few in-depth studies are reported on the connections between mitochondria functions and glutamine starvation. Based on our preliminary results, we propose that glutamine starvation causes mitochondria respiration dysfunction through protein DDIT3, a stress-response sensor. The goal of this proposal is to investigate how glutamine starvation affects mitochondria functions and characterize its underlying mechanism. We are also interested in delineated the role of DDIT3 in regulating equilibrium between aerobic glycolysis and mitochondrial oxidative phosphorylation.
肿瘤是威胁人类健康最主要疾病之一,在很多国家被称为“第二杀手”。肿瘤的重要特征之一是能量代谢的改变。因此,研究肿瘤细胞代谢对我们寻找治疗肿瘤的对策会有很大帮助。近年来,人们对于肿瘤代谢的兴趣已经从葡萄糖代谢扩展到其他营养物质的代谢上,比如谷氨酰胺代谢或丝氨酸代谢。谷氨酰胺代谢是肿瘤细胞增殖和生物合成所必需的,研究表明:谷氨酰胺饥饿能够诱导肿瘤细胞生长阻滞,诱导自噬以及促进凋亡。然而,谷氨酰胺饥饿和线粒体功能之间的关系还鲜有报道。根据我们前期的研究基础,本项目旨在探究谷氨酰胺饥饿是如何通过所谓“压力响应分子”DDIT3引起线粒体呼吸功能的下降,并阐明其具体的分子机制。另外,本项目也将探索DDIT3如何参与氧化磷酸化和有氧糖酵解之间的平衡。

结项摘要

谷氨酰胺饥饿能够诱导肿瘤细胞生长阻滞,诱导自噬以及促进凋亡。我们通过研究谷氨酰胺饥饿的应激条件下,肿瘤细胞中糖酵解和线粒体中呼吸链代谢的分子机制,在分子、细胞及生理水平上阐明这些代谢的改变如何影响肿瘤的发生发展。我们取得的代表性成果包括:(1)阐明了在谷氨酰胺饥饿的应激条件下,内质网应激蛋白DDIT3促进糖酵解,为肿瘤存活提供足够的ATP,并表明DDIT3通过进入线粒体抑制线粒体氧化磷酸化,减少产生过多的ROS对细胞造成损伤;DDIT3通过这样的双重机制既保证了由糖酵解产生足够的能量,又避免了过多的由线粒体呼吸产生的有害物质ROS,确保肿瘤有效地克服了谷氨酰胺缺失给细胞带来的不利影响。(2)环形RNA CircACC1调控细胞代谢,研究发现了从营养缺乏下的一条JNK-c-JUN-circACC1-AMPK 细胞存活通路。通过这一信号通路,丰富了我们对环形RNA参与细胞代谢调控的认识。相信我们的研究成果将会对人们所预期的用干预代谢的方法预防和治疗肿瘤提供新的理论基础。

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)
The long noncoding RNA glycoLINC assembles a lower glycolytic metabolon to promote glycolysis.
长非编码 RNA gluLINC 组装较低的糖酵解代谢以促进糖酵解。
  • DOI:
    10.1016/j.molcel.2021.11.017
  • 发表时间:
    2022-01
  • 期刊:
    Molecular Cell
  • 影响因子:
    16
  • 作者:
    Zhu Youming;Jin Lei;Shi Ronghua;Li Jinming;Wang Yan;Zhang Li;Liang Chao-Zhao;Narayana Vinod K;De Souza David P;Thorne Rick F;Zhang Li Rong;Zhang Xu Dong;Wu Mian
  • 通讯作者:
    Wu Mian
DDIT3 Directs a Dual Mechanism to Balance Glycolysis and Oxidative Phosphorylation during Glutamine Deprivation.
DDIT3 指导双重机制在谷氨酰胺剥夺期间平衡糖酵解和氧化磷酸化
  • DOI:
    10.1002/advs.202003732
  • 发表时间:
    2021-06
  • 期刊:
    Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Li M;Thorne RF;Shi R;Zhang XD;Li J;Li J;Zhang Q;Wu M;Liu L
  • 通讯作者:
    Liu L
CircACC1 Regulates Assembly and Activation of AMPK Complex under Metabolic Stress
CircACC1 在代谢应激下调节 AMPK 复合物的组装和激活
  • DOI:
    10.1016/j.cmet.2019.05.009
  • 发表时间:
    2019-07-02
  • 期刊:
    CELL METABOLISM
  • 影响因子:
    29
  • 作者:
    Li, Qidong;Wang, Yichun;Wu, Mian
  • 通讯作者:
    Wu, Mian
Mitochondrial SENP2 regulates the assembly of SDH complex under metabolic stress
线粒体 SENP2 在代谢应激下调节 SDH 复合物的组装
  • DOI:
    10.1016/j.celrep.2023.112041
  • 发表时间:
    2023-01-27
  • 期刊:
    CELL REPORTS
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Liu, Ying;Liu, Kejia;Liu, Lianxin
  • 通讯作者:
    Liu, Lianxin
LncRNA GIRGL drives CAPRIN1-mediated phase separation to suppress glutaminase-1 translation under glutamine deprivation.
LncRNA GIRGL 驱动 CAPRIN1 介导的相分离,以抑制谷氨酰胺剥夺下谷氨酰胺酶 1 的翻译
  • DOI:
    10.1126/sciadv.abe5708
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
    Science advances
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Wang R;Cao L;Thorne RF;Zhang XD;Li J;Shao F;Zhang L;Wu M
  • 通讯作者:
    Wu M

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其他文献

Role of tumor necrosis factor alpha-induced protein 1 in paclitaxel resistance
肿瘤坏死因子α诱导蛋白1在紫杉醇耐药中的作用
  • DOI:
    10.1038/onc.2013.299
  • 发表时间:
    2014-06
  • 期刊:
    Oncogene
  • 影响因子:
    8
  • 作者:
    吴缅
  • 通讯作者:
    吴缅
TAp73 enhances the pentose phosphate pathway and cell proliferation
TAp73 增强戊糖磷酸途径和细胞增殖
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Nature Cell Biology
  • 影响因子:
    21.3
  • 作者:
    吴缅
  • 通讯作者:
    吴缅
非编码RNA研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国科学:生命科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈玲玲;冯珊珊;范祖森;龚畅;刘本宇;刘子豪;李传伟;宋尔卫;孙树汉;吴庚泽;吴煌;吴缅;许光;袁继行;曾春雨;朱友明
  • 通讯作者:
    朱友明

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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