利用斑马鱼低氧模型研究外泌体在低氧预适应中的作用及其机制

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81901918
  • 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:
    H2401.特殊环境机体适应性改变与损伤机制
  • 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

Hypoxic preconditioning is a kind of endogenous protective mechanism induced by sublethal hypoxia. The effects of hypoxic preconditioning are broadened remotely to protect different organ and tissues in other regions, which is called as remote hypoxic preconditioning. However, the mechanism of the remote hypoxic preconditioning is still unexplored. HPC can increase the number of misfolded proteins, and these misfolded proteins can trigger neuroprotection. Exosomes can carry biological informations and transmit signals remotely. Thus we speculate that exosomes may carry biological informations such as misfolded proteins and initiate the remote hypoxic preconditioning. This study will inhibit and knock out the key enzyme nSMase2 using inhibitors and Cas9 technology, and inject exogenous HPC exosomes in zebrafish hypoxia model, in order to explore the role of exosomes in HPC remote protection. Secondly, the UPR fluorescence reporter system are constructed and the exosomes after HPC will be extracted and injected into hypoxic zebrafish to explain whether the exosomes carrying misfolded proteins to initiate remote hypoxic preconditioning. Lastly, exogenous and endogenous exosomes labeled by MemBright might be tracked to provide a high resolution description of their transfer and uptake physiological processes in hypoxic and hypoxic preconditioning zebrafish. This study will further enrich the role and mechanism of exosomes in the hypoxic preconditioning remote protection effect, and provide a theoretical basis for the prevention and treatment of ischemia and hypoxia diseases.
低氧预适应(HPC)是机体对低氧刺激产生的一种内源性保护机制,可产生多器官、交叉联动的效应,对远隔的异位组织器官产生保护,即远程低氧预适应,但其分子机制尚不明确。HPC可导致错误蛋白增加,这些错误折叠蛋白可以触发神经保护。外泌体可远程传递信号,据此我们推测外泌体携带错误折叠蛋白等生物信息,启动了远程低氧预适应。本课题采用斑马鱼低氧模型,结合抑制剂和Cas9技术,抑制和敲除外泌体释放关键酶nSMase2,注射外源HPC后外泌体,探讨外泌体在HPC远程保护效应中的作用;其次构建UPR荧光报告系并提取HPC后外泌体,注射入低氧斑马鱼,阐述外泌体是否携带错误折叠蛋白启动远程低氧预适应;第三标记外泌体,全时空追踪并解析内源和外源外泌体在斑马鱼体内的运行、摄取、靶细胞和命运等细胞学机制。本研究将进一步丰富外泌体在低氧预适应远程保护效应中的作用和机制,为低氧预适应预防和治疗缺血缺氧疾病提供理论基础。

结项摘要

远程低氧预适应是组织对低氧刺激产生的一种内源性保护机制,可产生多器官、交叉联动的效应,保护远隔的异位组织器官,但其机制尚不明确。外泌体携带各种生物信息,远程传递信号,可能参与了远程低氧预适应的保护机制。本课题成功构建UPR荧光报告系HSPA4-EGFP稳定表达的SH-SY5Y细胞系,并证明HSPA4-EGFP可直观实时反映UPR的变化情况。利用UPR荧光报告系HSPA4-EGFP,我们发现在低氧和低氧预适应中UPR反应的变化趋势不同,提示UPR反应可能参与低氧预适应的低氧保护作用。提取低氧以及低氧预适应后外泌体,进行外泌体的测序,测序结果显示低氧预适应后血管内皮的外泌体高表达信息物质miRNA-126。进一步研究证实miRNA-126能够靶向神经细胞中的DNMT3B,通过降低DNMT3B和整体甲基化水平起到低氧保护的作用。采用斑马鱼低氧模型,结合抑制剂和Cas9敲除技术,抑制和敲除外泌体释放关键酶nSMase2;注射外源低氧预适应后外泌体,初步证实外泌体参与低氧预适应远程保护效应,可能通过携带信息物质促进神经细胞抵御低氧刺激。本研究探索了UPR反应和外泌体在低氧预适应远程保护效应中的作用和可能机制,为低氧预适应在预防和治疗缺血缺氧疾病提供理论基础。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(1)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
纳米氧化铈对斑马鱼胚胎早期发育毒性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国职业医学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈昱;樊燕;舒凡;朱伟;谢伟;巴德仁贵;姜树原;刘晓蕾;邵国;吴刚;贾小娥
  • 通讯作者:
    贾小娥
稳定表达EGFP-LC3蛋白SH-SY5Y细胞系的构建
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    包头医学院学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陶美彤;朱伟;舒凡;陈昱;张蓉;谢雅彬;谢伟;巴德仁贵;姜树原;刘晓蕾;邵国;贾小娥;周成江
  • 通讯作者:
    周成江
Tpr Deficiency Disrupts Erythroid Maturation With Impaired Chromatin Condensation in Zebrafish Embryogenesis.
Tpr 缺乏会破坏斑马鱼胚胎发生中染色质凝聚受损,从而破坏红细胞成熟
  • DOI:
    10.3389/fcell.2021.709923
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Frontiers in cell and developmental biology
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Wu S;Chen K;Xu T;Ma K;Gao L;Fu C;Zhang W;Jing C;Ren C;Deng M;Chen Y;Zhou Y;Pan W;Jia X
  • 通讯作者:
    Jia X
未折叠蛋白反应在神经退行性疾病中的作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    生理科学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陶美彤;张蓉;邵国;贾小娥;周成江
  • 通讯作者:
    周成江
Nd2O3 Nanoparticles Induce Toxicity and Cardiac/Cerebrovascular Abnormality in Zebrafish Embryos via the Apoptosis Pathway
Nd2O3 纳米颗粒通过细胞凋亡途径诱导斑马鱼胚胎毒性和心脑血管异常
  • DOI:
    10.2147/ijn.s220785
  • 发表时间:
    2020-01-01
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF NANOMEDICINE
  • 影响因子:
    8
  • 作者:
    Chen, Yu;Zhu, Wei;Jia, Xiaoe
  • 通讯作者:
    Jia, Xiaoe

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其他文献

Legumain基因在斑马鱼胚胎发育中的表达分析
  • DOI:
    10.16437/j.cnki.1007-5038.2017.01.009
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    动物医学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贾小娥;朱伟;樊燕;谢伟;姜树原;石蕊;刘晓蕾;许文强;邵国
  • 通讯作者:
    邵国
细胞自噬在阿尔茨海默症中作用的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    生理科学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈昱;朱伟;邵国;贾小娥
  • 通讯作者:
    贾小娥
DNMT1、DNMT3A和蛋白磷酸酶1γmRNA在低氧预适应晚期相小鼠海马组织变化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    泰山医学院学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谢伟;张柱霞;贾小娥;姜树原;石蕊;刘晓蕾;许文强;张颜波;邵国
  • 通讯作者:
    邵国
低氧对BDNF和TrkB受体及其信号通路影响的研究进展
  • DOI:
    10.16437/j.cnki.1007-5038.2018.08.022
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    动物医学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴晓东;姜树原;贾小娥;巴德仁贵;谢伟;邵国
  • 通讯作者:
    邵国
提高医学本科生细胞培养技术教学的改革初探
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    继续医学教育
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谢伟;姜树原;贾小娥;巴德仁贵;谢雅彬;刘晓蕾;鲍牧兰;邵国
  • 通讯作者:
    邵国

其他文献

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贾小娥的其他基金

利用斑马鱼模型和神经细胞系研究kri1l在中枢神经系统发育中的作用
  • 批准号:
    81660204
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    45.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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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

        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]
      
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