亚硝酸钠对髓过氧化物酶催化氯化反应的抑制作用及其与老年痴呆症的关系研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31260216
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    48.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0506.糖、脂生物化学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Alzheimer's disease (AD) is the most common type of dementia and has become a severe problem for the elderly. Myeloperoxidase (MPO) and MPO-catalyzed chlorinative reaction have been implicated in AD brain, and play important roles in the onset, progression and pathogenesis of the disease. In our previous study, it was found that nitrite could effectively inhibit peroxidase activity of MPO and attenuate MPO-mediated cellular toxicity. Nitrite, therefore, may serve as a potential antioxidant and offer novel protection against AD. However, the possible critical role of nitrite in AD was unknown. Considering the intimate relationship among MPO, chlorinative reaction and AD, and the fact that nitrite level was decreased in AD brain, we hypothesized that nitrite could significantly influence MPO-induced neuronal cell damage through the intervention in chlorinative reaction. To confirm this hypothesis, the effects of sodium nitrite (NaNO2) on the peroxidase and chlorinating activities of MPO were first studied. Then, the important role of NaNO2 in MPO-mediated chlorinative reaction and cytotoxicity were investigated in neuronal cell models. Furthermore, the effect of NaNO2 on MPO-catalyzed tyrosine chlorination and the subsequent alteration of protein structure and function were clarified in vitro. The implementation of this project will demonstrate the novel mechanism of nitrite in neuronal cell damage and AD onset/progression, and consequently open a new window for the prevention and treatment of AD.
老年痴呆症(AD)是影响老人健康的重大疾病,髓过氧化物酶(MPO)及其催化的氯化反应是引起AD发生发展的重要原因之一。我们前期研究发现亚硝酸盐(NO2-)能有效抑制MPO过氧化物酶活性及其诱导的细胞损伤,因而成为AD发生发展潜在的抗氧化因素,但其生理影响尚不清楚。基于AD患者脑中NO2-水平有所下降的现象,结合MPO、氯化反应与AD的密切关系,我们推测NO2-可通过干预MPO催化的氯化反应来影响神经细胞损伤。为证实这个假说,本项目拟先研究亚硝酸钠(NaNO2)对MPO过氧化物酶活性和氯化活性的影响规律,再在神经细胞上探讨NaNO2对MPO催化氯化反应及其引起的细胞损伤的影响。在此基础上,通过体外化学实验,进一步研究NaNO2对酪氨酸氯化的影响及其与蛋白质结构和功能变化之间的关系。本项目的实施,将有助于阐明NO2-影响神经细胞损伤和AD发生发展的新机制,其结果可能为防治AD提供新思路。

结项摘要

分别在神经细胞和体外生化体系中研究了亚硝酸钠(NaNO2)对髓过氧化物酶(MPO)及其催化产生次氯酸(HOCl)的影响,探讨了NaNO2衍生的酪氨酸硝化修饰对蛋白质结构和功能的影响。在人神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y)中,NaNO2的存在可以削弱MPO/H2O2/Cl- 体系和HOCl介导的神经细胞损伤;MPO/H2O2/NaNO2 体系可使脑中具有重要功能的烯醇酶发生酪氨酸硝化修饰,硝化位点主要在 Tyr12和Tyr191。NaNO2通过干预MPO氯化活性来抑制HOCl的生成,或者通过直接清除HOCl,来抑制MPO和/或HOCl介导的氧化损伤,NO2- 进而在神经退行性疾病中发挥潜在的抗氧化作用。在体外生物化学体系中,NaNO2作为还原剂和抗氧化剂可有效抑制HOCl诱导血红蛋白(Hb)的血红素破坏和游离铁释放。并且,NaNO2/HOCl体系能硝化Hb中α链的Tyr42,进而影响Hb过氧化物酶活性。另一方面,NaNO2在低浓度时能显著加剧Hb-H2O2 体系导致的蛋白质氧化和细胞损伤,而在高浓度时显示抑制效果,在NaNO2干预Hb氧化还原反应的过程中,NO2- 含量减少并被氧化生成 •NO2,进而使蛋白质发生酪氨酸硝化修饰。另外,基于Aβ–heme复合物与老年痴呆症(AD)的密切关系,尽管Tyr10不是Aβ–heme复合物的结合位点,Tyr10的突变会降低Aβ–heme复合物的过氧化物酶活性,并降低Aβ自身聚集。在氧化(H2O2)和硝化应激(H2O2/NaNO2)时,Aβ–heme中的Tyr10会发生氧化和硝化修饰,而NaNO2的存在会抑制Tyr10氧化和heme-蛋白质交联物的形成。通过这些神经细胞和体外生化实验结果,说明NaNO2通过抑制MPO和/或HOCl介导的氧化损伤对神经细胞起保护作用,并且NaNO2对Hb和Aβ–heme复合物结构和功能有重要影响。本项目揭示了NaNO2对MPO催化氯化反应的影响机制,为阐明NO2- 在神经细胞损伤和AD病理过程中潜在的抗氧化作用提供理论依据。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Myeloperoxidase-mediated oxidation targets serum apolipoprotein A-I in diabetic patients and represents a potential mechanism leading to impaired anti-apoptotic activity of high density lipoprotein
髓过氧化物酶介导的氧化作用以糖尿病患者血清载脂蛋白 A-I 为靶标,代表了导致高密度脂蛋白抗凋亡活性受损的潜在机制
  • DOI:
    10.1016/j.cca.2014.12.014
  • 发表时间:
    2015-02-20
  • 期刊:
    CLINICA CHIMICA ACTA
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Lu, Naihao;Xie, Shiliang;Peng, Yi-Yuan
  • 通讯作者:
    Peng, Yi-Yuan
Key roles of Tyr 10 in Cu bound A beta complexes and its relevance to Alzheimer's disease
Tyr 10 在 Cu 结合 A β 复合物中的关键作用及其与阿尔茨海默病的相关性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Archives of Biochemistry and Biophysics
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Lu, Naihao;Li, Jiayu;Gao, Zhonghong
  • 通讯作者:
    Gao, Zhonghong
Inhibition of myeloperoxidase-mediated oxidative damage by nitrite in SH-SY5Y cells: Relevance to neuroprotection in neurodegenerative diseases
SH-SY5Y 细胞中亚硝酸盐抑制髓过氧化物酶介导的氧化损伤:与神经退行性疾病中神经保护的相关性
  • DOI:
    10.1016/j.ejphar.2016.03.042
  • 发表时间:
    2016-06-05
  • 期刊:
    EUROPEAN JOURNAL OF PHARMACOLOGY
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Lu, Naihao;Ding, Yun;Peng, Yi-Yuan
  • 通讯作者:
    Peng, Yi-Yuan
Inhibitory effect of human serum albumin on Cu-induced Aβ40 aggregation and toxicity
人血清白蛋白对 Cu 诱导的 Aβ40 聚集和毒性的抑制作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    European Journal of Pharmacology
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Qin Yang;Jiayu Li;Rong Tian;Yi-Yuan Peng
  • 通讯作者:
    Yi-Yuan Peng
Tyrosine can protect against oxidative stress through ferryl hemoglobin reduction
酪氨酸可以通过减少铁血红蛋白来防止氧化应激
  • DOI:
    10.1016/j.tiv.2014.03.014
  • 发表时间:
    2014-08-01
  • 期刊:
    TOXICOLOGY IN VITRO
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Lu, Naihao;He, Yingjie;Peng, Yi-Yuan
  • 通讯作者:
    Peng, Yi-Yuan

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  • 作者:
    卢乃浩;高平章;高中洪
  • 通讯作者:
    高中洪

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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]
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          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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