内质网应激诱导的自噬与凋亡在砷致神经细胞损伤中的作用机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81903265
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3013.地方病学
  • 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

Drinking water endemic arsenism is one of the key endemic diseases in China, and it is also an important public health problem to be solved urgently. Chronic arsenic poisoning can cause abnormal changes in the function of multiple organs before skin lesions, among which the nervous system is more sensitive and is one of the important target organs. In previous studies, the applicant has found that arsenic exposure can lead to endoplasmic reticulum stress in rat nerve cells, but the specific mechanism still needs to be further explored. In combination with the close connection between endoplasmic reticulum stress and autophagy and apoptosis, the applicant has proposed the following scientific hypothesis regarding the mechanism of nervous system damage caused by arsenic. Arsenic can induce ERS in nerve cells, leading to changes in autophagy related proteins, leading to protective effect of autophagy or autophagy death, and at the same time inducing apoptosis cascade reaction. Salubrinal, an ERS inhibitor, was used for intervention, blocking the dephosphorylation process of eIF2, regulating the autophagy reaction process, and inhibiting apoptosis, so as to achieve the protective effect on nerve cells. This study will combine animal experiments and cell experiments to verify the above hypothesis. This not only provides new ideas for the research on the mechanism of arsenic-induced nervous system diseases, but also provides new drug targets for antagonizing arsenic-induced nervous system injuries.
饮水型地方性砷中毒是我国重点防治的地方病之一,也是我国目前亟待解决的重要公共卫生问题。慢性砷中毒在导致皮肤病变之前,可引起多器官功能异常改变,其中神经系统较为敏感,是重要靶器官之一。申请者在以往的研究中发现,砷暴露可以导致大鼠神经细胞发生内质网应激(ERS),但其具体机制还需深入探究,结合ERS与自噬及凋亡的紧密联系,申请者针对砷所导致的神经系统损伤机制提出以下科学假设:砷能够诱导神经细胞发生ERS,导致自噬相关蛋白发生改变,引起自噬性保护作用或自噬性死亡,与此同时诱发凋亡级联反应;利用ERS抑制剂Salubrinal进行干预,阻断eIF2α去磷酸化过程,可调控自噬反应过程,抑制细胞凋亡,从而达到对神经细胞的保护作用。本研究将结合动物实验和细胞实验,验证上述假设。这不仅为砷致神经系统相关疾病的机制研究提供新思路,更为拮抗砷致神经系统损伤提供新的药物靶点。

结项摘要

饮水型地方性砷中毒是我国重点防治的地方病之一,也是我国目前亟待解决的重要公共卫生问题。砷作为一种神经毒物,能够对中枢神经系统造成损害并导致认知功能障碍。申请者在以往的研究中发现砷暴露可以导致大鼠神经细胞发生内质网应激,但其深入的病因机制尚不清楚。本研究应用脑立体定位技术建立大鼠动物模型,内质网应激抑制剂Salubrinal进行干预,采用行为学试验、病理学实验、定量PCR、蛋白印迹、免疫组化等技术研究砷暴露致神经系统损伤的病因机制,探索内质网应激诱导的相关级联反应是否参与其损伤过程;通过体外培养海马神经元细胞以及分子生物学技术进一步验证砷致神经细胞损伤的机制及内质网应激抑制剂Salubrinal对砷损伤神经细胞的保护作用。本研究的主要结果:砷暴露可导致大鼠学习和记忆能力受损,脑组织发生病理改变以及超微结构改变,并可能通过内质网应激相关的PERK-eIF2α-ATF4信号通路诱导海马神经细胞发生自噬;内质网应激抑制剂Salubrinal干预可提高砷暴露大鼠的记忆能力,改善砷暴露大鼠脑组织的病理改变和超微结构改变,并通过调控内质网应激相关信号通路,抑制海马神经细胞的自噬反应。体外培养海马神经元HT-22细胞的结果同样证实,砷通过PERK-eIF2α-ATF4信号通路诱导海马神经元细胞发生自噬,细胞存活率显著降低;Salubrinal干预可以抑制自噬的发生,提高细胞存活率。

项目成果

期刊论文数量(2)
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 role of Fas-FasL-FADD signaling pathway in arsenic-mediated neuronal apoptosis in vivo and in vitro
Fas-FasL-FADD信号通路在砷介导的体内外神经元凋亡中的作用
  • DOI:
    10.1016/j.toxlet.2021.11.012
  • 发表时间:
    2022-03-01
  • 期刊:
    TOXICOLOGY LETTERS
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Sun, Hongna;Yang, Yanmei;Gao, Yanhui
  • 通讯作者:
    Gao, Yanhui
叶酸和维生素B12通过Bcl-2/Bax途径抑制碑诱导SH-SY5Y细胞凋亡
  • DOI:
    10.3760/cma.j.cn231583-20200405-00073
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中华地方病学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王乔雨;孙洪娜;周齐;王腾;高彦辉;孙殿军
  • 通讯作者:
    孙殿军

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其他文献

长期低剂量饮水砷暴露对小鼠认知功能的影响
  • DOI:
    10.3760/cma.j.issn.2095-4255.2016.04.007
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中华地方病学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨鹏翔;接晶;杨悦;袁丽丽;孙洪娜;杨艳梅
  • 通讯作者:
    杨艳梅
亚慢性砷染毒对大鼠血清及脑组织总一氧化氮合酶活性的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中华地方病学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高彦辉;孙洪娜;曲丽莎;孙殿军
  • 通讯作者:
    孙殿军
叶酸对砷诱导SH—SY5Y细胞氧化应激损伤及凋亡的保护作用研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中华地方病学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周齐;王乔雨;王腾;杨艳梅;高彦辉;孙洪娜;孙殿军
  • 通讯作者:
    孙殿军
改水对氟暴露大鼠脾脏内质网应激反应的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中华地方病学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    逄淑娟;王诗泽;徐嘉珣;孙洪娜;曲丽莎;谭诗文;孙殿军;魏玮
  • 通讯作者:
    魏玮

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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