肾小管基底膜增厚的新机制--缺氧对MMP-2活性调控影响的机制探讨

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81370868
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0511.泌尿系统疾病研究新技术与新方法
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Accumulating evidence emphasizes chronic hypoxia in the tubulointerstitium as the final common pathway to end stage kidney disease. One of the characteristic appearances of the tubulointerstitial fibrosis is the tubules atrophy and thickened basement membranes. Matrix metalloproteinase -2(MMP-2) is able to digest various components of the extracellular matrix including collogen Ⅳ in the basement membrane. For this reason, it suggests that tubular basement membrane thickening results from low activity of the enzyme. We found that hypoxia inhibited the activity of MMP-2 in the supernatant of the tubular cells (HK-2). However, it is unclear for the mechanism. In addition, it was found that hypoxia increased the autophagy and endocytosis in the cells by our group. We hypothesized that the autophagy and endocytosis in the tubular cells under hypoxia may be involved in the regulation of the MMP-2 activation at the surface of the cells, and not only highten MMP-2 activity, but also delay the progression of renal fibrosis through inhibiting autophagy and endocytosis. To test this hypothesis, at first, we will use tubular cell line and renal biopsy tissues to investigate the relation among the autophagy, endocytosis level and the MMP-2 activity, and to clarify the regulating mechanism. And then, we will use transgene animals to build renal fibrosis model, to inhibit autophagy and endocytosis by targeted intervention and observe the MMP-2 expression and activity as well as the fibrosis degree of the renal tissues in situ, to reveal the correlation among autophagy, endocytosis, enzyme and fibrosis. The results will be useful to verify a new mechanism of the enzyme activity regulation and search new targets for the treatment of the chronic kidney diseases.
小管间质缺氧与各种慢性肾脏病持续进展有关,肾小管萎缩、基底膜增厚是小管间质纤维化的重要特征。MMP-2能降解包括基底膜Ⅳ型胶原在内的多种细胞外基质,基底膜增厚提示其活性不足。本组发现缺氧抑制肾小管上皮细胞MMP-2活性,但调节机制不清;还发现缺氧使细胞自噬、内吞活动增强。我们假设在缺氧时,自噬和内吞影响了MMP-2在胞膜处的活化;抑制自噬和内吞,可能使MMP-2活性升高,延缓肾纤维化发展。基于该假说,我们拟利用培养的细胞和肾穿刺组织,研究缺氧状况下肾小管上皮细胞自噬、内吞水平和MMP-2活性之间的关系并探讨其内在机制;建立转基因动物肾纤维化模型,靶向干预肾小管上皮细胞自噬、内吞,原位观察肾内缺氧状况、MMP-2 表达及活性水平、纤维化程度,在整体水平了解肾小管上皮细胞自噬和内吞对MMP-2活性的影响。本研究有助于阐明一种新的MMP-2活性调控机制,为临床治疗慢性肾脏病提供新的治疗靶点。

结项摘要

肾小管萎缩、基底膜增厚是各种慢性肾脏病的重要形态特征,但形成机制不清。小管间质缺氧与疾病持续进展有关。基于上述事实及本组前期工作基础,提出缺氧肾小管上皮细胞由于自噬内吞增强,影响基质金属蛋白酶-2(matrix metalloproteinase-2, MMP-2)在细胞膜处的活性调节,使包括基底膜Ⅳ型胶原在内的多种细胞外基质降解减少,从而促进纤维化的假说。为此进行了以下研究:①通过二代测序,了解缺氧肾小管上皮细胞基因表达谱变化规律;②缺氧肾小管上皮细胞自噬、内吞与MMP-2相关性分析;③肾小管上皮细胞自噬、内吞调节MMP-2活性的机制探索;④建立动物肾纤维化模型进一步验证。结果发现:①肾小管上皮细胞在缺氧状态下的表达谱模式发生了变化。表现为损伤修复相关基因活动明显增强,而与抗损伤有关的抗原处理和递呈相关基因、内质网蛋白处理相关基因、能量产生相关基因、谷胱甘肽生成相关基因下调。②在缺氧状态下,细胞自噬内吞活动增强,从不同途径影响MMP-2表达和活性;自噬主要抑制MMP-2表达,内吞明显抑制MMP-2活性。③自噬内吞共享分子RAB7和内吞相关蛋白caveolin-1通过酶活性调节相关分子RECK、MMP-14、TIMP-2而发挥作用。④缺氧可激活肾小管上皮细胞Src激酶促进内吞使MMP-2活性下降而加重肾间质纤维化。⑤Rab7激活自噬减轻白蛋白诱导的肾小管上皮细胞损伤。⑥成功建立了缺氧性肾纤维化动物模型。⑦利用CRISPR/Cas技术在ROSA26位点敲入RAB7基因,获得F1代转基因C57BL/6小鼠。本研究结果表明:缺氧不仅改变肾小管上皮细胞基因表达模式,而且使细胞自噬内吞增强,导致MMP-2活性调节相关分子的表达异常,酶活性因此受抑。而RAB7、小窝蛋白Caveolin-1、Src激酶等为重要的介导分子。此工作对于深入认识肾纤维化机制、寻找干预靶点具有重要意义,也为后续研究打下了坚实基础。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
细胞内吞和自噬对MMPs调节的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    东南大学学报(医学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张晓毅;余文敏;刘蕾;陈平圣
  • 通讯作者:
    陈平圣
Effects of autophagy and endocytosis on the activity of matrix metalloproteinase-2 in human renal proximal tubular cells under hypoxia
缺氧条件下自噬和内吞作用对人肾近曲小管细胞基质金属蛋白酶-2活性的影响
  • DOI:
    10.3892/mmr.2017.6358
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    MOLECULAR MEDICINE REPORTS
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Yu Wenmin;Wang Zhi;Li Yiping;Liu Lei;Liu Jing;Ding Fenggan;Zhang Xiaoyi;Cheng Zhengyuan;Chen Pingsheng
  • 通讯作者:
    Chen Pingsheng
Overendocytosis of gold nanoparticles increases autophagy and apoptosis in hypoxic human renal proximal tubular cells.
金纳米粒子的过度内吞作用增加缺氧人肾近端小管细胞的自噬和凋亡
  • DOI:
    10.2147/ijn.s68685
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    International journal of nanomedicine
  • 影响因子:
    8
  • 作者:
    Ding F;Li Y;Liu J;Liu L;Yu W;Wang Z;Ni H;Liu B;Chen P
  • 通讯作者:
    Chen P
稳转GFP-RAB7的肾小管上皮细胞在缺氧状态下RAB7的表达及位置变化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    东南大学学报(医学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    余文敏;张晓毅;王智;陈平圣;窦骏
  • 通讯作者:
    窦骏
A modified approach to establish a murine model of hypoxic renal interstitial fibrosis
建立缺氧肾间质纤维化小鼠模型的改良方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    International Journal of Clinical and Experimental Pathology
  • 影响因子:
    1.4
  • 作者:
    Cheng Z.;Limbu M.H.;Wang Z.;Liu J.;Liu L.;Zhang X.;Chen P.
  • 通讯作者:
    Chen P.

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其他文献

化学缺氧对肝星状细胞基质金属蛋
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中华肝脏病杂志2007;15(9):654-657
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    范任华(研究生);陈平圣;赵迪
  • 通讯作者:
    赵迪
Reg基因蛋白家族的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    生命科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘凤;孙子林;陈平圣;李玲
  • 通讯作者:
    李玲
FTY720 prevents progression of renal fibrosis by inhibiting renal microvasculature endothelial dysfunction
FTY720通过抑制肾微血管内皮功能障碍来预防肾纤维化的进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Journal of Molecular Histology
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    张明辉;张建东;陈平圣;刘必成
  • 通讯作者:
    刘必成
成纤维细胞与大肠癌细胞相互作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    现代医学2007;35(3):174-177
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张有为;邓红;陈平圣;陈露露
  • 通讯作者:
    陈露露
高糖和茶多酚对人脐静脉内皮细胞
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    江苏医药2007;33(7):649-651
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈露露;邓红;陈平圣;张有为
  • 通讯作者:
    张有为

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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