基于HIF通路与外泌体非编码RNA的砷暴露所致健康危害机制及风险评估研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81730089
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    290.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H30.预防医学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Arsenic exposure is a common hazardous factor in environment and occupation, which seriously endangers human’s health. With the in-depth understanding of the toxicity pathway (TP) and the adverse outcome pathway (AOP), the application of the research results based on the mechanisms of harmful factors-caused health hazards are more and more important. Our previous investigations have found that hypoxia inducible factor (HIF) pathway and the exosome non-coding RNA play important roles in damages induced by arsenic exposure. Using the following three models. (i) Cell experiments, the treatememt of lung and liver epithelial cells by arsenite, their secreted exosomes treated or co-cultured with lung fibroblasts or hepatic stellate cells, in the presence or absence of various interventions, respectively; (ii) Animal models, arsenic poisoning and carcinogenesis induced by different exposures of coal-burning, drinking-water, and embryo. (iii) Populations, established local high arsenic exposed population and early life exposure to arsenic cohort, we are going to investigate the molecular mechanisms of arsenic exposure-induced health hazard (the chronic obstructive pulmonary disease, cirrhosis of the liver, and cancer, etc) based on hypoxia inducible factor pathway and exosome non-coding RNA, in order to find early molecular events as an early, sensitive, and specific biomarkers for the risk assessment of arsenic exposure. The results of this investigation will not only further clarify the mechanism of health hazards caused by arsenic exposure, but also can identify early warning molecular markers for risk assessment, which is of important scientific significance and practical value to promote the precision control strategy.
砷暴露是常见的环境与职业有害因素,其严重危害人类健康。随着对毒性通路(TP)和有害结局路径(AOP)的深入了解,基于有害因素所致健康危害机制的研究结果应用于风险评估越来越受到重视。本项目在前期发现缺氧诱导因子(HIF)通路与外泌体非编码RNA在砷暴露所致损害中具有重要作用基础上,拟应用砷处理肺与肝上皮细胞,或用其分泌的外泌体处理或共培养肺成纤维细胞或肝星状细胞,并采取多种干预措施等细胞实验;燃煤型和饮水型及胚胎染毒的砷中毒和致癌动物模型;已建立的地方性高砷暴露人群和生命早期砷暴露人群队列,探讨HIF通路与外泌体非编码RNA在砷暴露所致慢性阻塞性肺病和肝硬化及肿瘤等健康危害的分子机制,发现早期分子事件作为早期敏感特异生物标志,应用于砷暴露的健康风险评估。研究结果不仅将进一步阐明砷暴露所致健康危害的机制,且可获得早期预警分子标志应用于风险评估,对推进精准防治策略具有重要科学意义和实用价值。

结项摘要

该项目利用不同水平亚砷酸钠慢性处理小鼠所致肝和肺纤维化动物模型,不同水平亚砷酸钠处理肝上皮细胞、肺支管上皮细胞、巨噬细胞、T细胞不同时间及其对肝星状细胞与肺肌成纤维细胞激活的影响,并采用一系列干预措施,结合砷中毒病区不同水平砷暴露人群的研究结果,创新性发现:(1)EVs miR-15b和circRNA_100284介导巨噬细胞和正常肝细胞与肝癌细胞间cross-talk紊乱及NF-κB调控miR-155和HIF-2α调控miR-191介导EMT和CSCs表型在砷暴露所致肝细胞恶性转化和肝癌发生发展中具有重要作用。(2)miR-21通过调控靶基因PDCD4与Twist1结合介导EMT和HIF-2α通过miR-191调控BASP1/WT1在砷暴露所致HBE细胞恶性转化及肺癌发生发展中具有重要作用。(3)miR-379-5p调控GSDMD介导肝细胞焦亡、外泌体lncRNA MALAT1调控miR-26b和miR-21调控PTEN介导巨噬细胞极化、miR-21调控HIF-1α介导肝细胞与肝星状细胞间cross-talk紊乱及miR-21通过PTEN/PI3K/AKT通路调节T细胞糖酵解及lncRNA HOTAIR调控miR-17-5p细胞Th17分化,通过激活肝星状细胞参与砷暴露所致肝纤维化。(4)LncRNAH19调控let-7a介导巨噬细胞M2极化、肺上皮细胞EVs miR-21介导糖酵解和H3K18乳酸化修饰调控YTHDF1通过m6A促进NREP水平及METTL3调控lncRNA E230001N04Rik m6A修饰介导肺泡上皮细胞衰老参与砷暴露所致肺肌成纤维细胞分化及肺纤维化。(5)砷暴露人群体内砷负荷增高亦存在多种微量元素异常,人群HA和CA水平与肝损伤风险呈正相关。(6)应用TP和AOP原理发现了一些重要分子起始事件、关健事件分别与砷暴露所致肝癌、肺癌、肝纤维化和肺纤维化四种有害结局的风险及意义。.研究结果揭示了砷暴露所致肝和肺组织肿瘤及纤维化的发病机制及风险,对于寻找控制砷暴露所致危害和防治的早期生物标志及发现新的防控措施具有较大科学意义和潜在应用价值,对于推动环境有害因素所致机体损害机制及风险评估具有重要学术价值。研究成果被国际权威CTD毒理学数据库收录,已发表论文28篇,其中SCI论文23篇,获省部研究成果2项,获后续国家级项目3项,培养研究生23名。

项目成果

期刊论文数量(28)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
The lncRNA HOTAIR via miR-17-5p is involved in arsenite-induced hepatic fibrosis through regulation of Th17 cell differentiation.
lncRNA HOTAIR 通过 miR-17-5p 通过调节 Th17 细胞分化参与亚砷酸盐诱导的肝纤维化。
  • DOI:
    10.1016/j.jhazmat.2022.130276
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal of Hazardous Materials
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Meng Wu;Jing Sun;Li Wang;Peiwen Wang;Tian Xiao;Suhua Wang;Qizhan Liu
  • 通讯作者:
    Qizhan Liu
重视环境砷污染健康风险评估研究
  • DOI:
    10.3760/cma.j.issn.0253-9624.2018.10.001
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中华预防医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张爱华;王大朋
  • 通讯作者:
    王大朋
hOGG1 promoter methylation, hOGG1 genetic variants and their interactions for risk of coal-borne arsenicosis: A case-control study.
hOGG1 启动子甲基化、hOGG1 遗传变异及其与煤源性砷中毒风险的相互作用:病例对照研究。
  • DOI:
    10.1016/j.etap.2020.103330
  • 发表时间:
    2020-01
  • 期刊:
    Environmental Toxicology and Pharmacology
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Lu Ma;Bing Liang;Yuan Yang;Liyuan Chen;Qizhan Liu;Aihua Zhang
  • 通讯作者:
    Aihua Zhang
Exosomal circRNA_100284 from arsenite-transformed cells, via microRNA-217 regulation of EZH2, is involved in the malignant transformation of human hepatic cells by accelerating the cell cycle and promoting cell proliferation.
来自亚砷酸盐转化细胞的外泌体circRNA_100284通过microRNA-217调节EZH2,通过加速细胞周期和促进细胞增殖参与人肝细胞的恶性转化。
  • DOI:
    10.1038/s41419-018-0485-1
  • 发表时间:
    2018-05-01
  • 期刊:
    Cell death & disease
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Dai X;Chen C;Yang Q;Xue J;Chen X;Sun B;Luo F;Liu X;Xiao T;Xu H;Sun Q;Zhang A;Liu Q
  • 通讯作者:
    Liu Q
miR-21-regulated M2 polarization of macrophage is involved in arsenicosis‐induced hepatic fibrosis through the activation of hepatic stellate cells.
miR-21 调节的巨噬细胞 M2 极化参与砷中毒通过肝星状细胞的激活诱导的肝纤维化。
  • DOI:
    10.1002/jcp.30288
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Cellular Physiology
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Junxue Chao;Tian Xiao;Shaofeng Wei;Jing Sun;Zhonglan Zou;Ming Shi;Qian Sun;Xiangyu Dai;Lu Wu;Junjie Li;Haibo Xia;Huanwen Tang;Aihua Zhang;Qizhan Liu
  • 通讯作者:
    Qizhan Liu

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其他文献

砷化物致癌作用的分子机制研究进展
  • DOI:
    10.3760/cma.j.issn.2095-4255.2014.05.036
  • 发表时间:
    2014-09
  • 期刊:
    中华地方病学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李远;刘起展
  • 通讯作者:
    刘起展
砷所致恶性转化细胞的外泌体微小RNA—191促肝细胞增殖作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2001
  • 期刊:
    中华地方病学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈超;罗菲;刘欣璐;刘起展
  • 通讯作者:
    刘起展
慢性阻塞性肺病动物模型建立的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    实用预防医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马慧敏;刘起展;陆璐;施爱民
  • 通讯作者:
    施爱民
肝生化指标在燃煤型砷中毒中诊断价值ROC曲线评价
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国公共卫生
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邹忠兰;张爱华;杨敬源;李军;胡昭宇;唐旭东;刘起展;黄晓欣
  • 通讯作者:
    黄晓欣
JWA反义真核表达载体的构建及其
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中华预防医学杂志. 2006,40 (2): 84-88
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘祖龙;顾灯安;李爱萍;刘起展
  • 通讯作者:
    刘起展

其他文献

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刘起展的其他基金

基于甲基供体SAM的m6A修饰调控miR-142-5p在砷所致代谢相关脂肪性肝病中作用机制及干预研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
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相似国自然基金

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  • 批准号:
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  • 资助金额:
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相似海外基金

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  • 财政年份:
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
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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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