线粒体在cAMP/PKA信号调节肾小球壁层上皮细胞向足细胞分化中作用及机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81770665
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0502.泌尿系统损伤与修复
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Podocytes are highly differentiated cells. The cells play a key role in the glomerular filtration barrier. It is well accepted that loss of podocyte triggered and promoted glomerular focal segmental sclerosis. Glomerular parietal epithelial cells (PECs) proliferation and differentiated into podocytes was the mainly source of supplement of loss of podocyte. In our primary studies, we found that activation of cAMP/PKA signaling pathway induced podocyte differentiation from PECs, as well as inhibited activation of PECs after podocyte injury. It’s unclear that the molecular mechanism of regulation of PECs differentiation or activation. PECs have a few of mitochondria and there are plenty of mitochondria in primary and secondary foot processes of podocyte. We also found that activation of cAMP/PKA with pCPT-cAMP promoted differentiation of podocytes companied with upregulation of mitochondria related proteins, suggesting that mitochondria may play a role in the cAMP/PKA-induced podocytes differentiation from PECs. To explore the mechanism of podocytes differentiation from PECs, we will check the relationship between number or function of mitochondria with cAMP/PKA-induced podocytes differentiation from PECs. We will also exam the role of ATP, mitochondrial ROS and ATP synthase in podocytes differentiation from PECs. At last, we are going to estimate the crosstalk between cAMP/PKA and signaling pathway which active PECs. We believe that these works will help us to understand the mechanism of podocytes differentiation from PECs and is helpful to find the new treatment for protection of podocytes, as well as prevention glomerular sclerosis.
肾小球足细胞受损伤后数量减少导致肾小球局灶节段硬化。肾小球壁层上皮细胞(PECs)既可向足细胞再分化以补充丢失的足细胞,也可能被激活分泌基质,导致肾小球硬化。然而还不清楚调控PECs向足细胞分化的具体机制。申请人前期研究发现激动cAMP/PKA信号可以促进PECs向足细胞分化并抑制PECs激活,调节未分化足细胞线粒体生成促进足细胞分化。PECs仅含有少量线粒体,而再分化的足细胞有大量的线粒体。这些均提示线粒体可能与PECs向足细胞分化相关。为了深入研究调节PECs向足细胞分化的分子机制,本项目拟通过体内和体外实验观察线粒体功能和数量,与PKA信号诱导的PECs向足细胞分化,抑制PECs活化的关系,并探索ATP、线粒体源ROS或ATP合成酶在PECs向足细胞分化中的作用。研究结果有助于深入理解肾小球硬化的发病与足细胞损伤后的修复机制,为探索防治肾小球疾病的新方法奠定基础。

结项摘要

肾小球壁层上皮细胞(PECs)是肾小球内潜在的干细胞,具有向足细胞分化的能力。本项目中我们使用ADR小鼠模型观察发现随着蛋白尿增加,肾小球足细胞标记蛋白表达减少,而肾小球内部分podocalyxin阳性的足细胞同时表达了PECs标记蛋白claudin-1。我们使用筛网+磁力吸附的方法分离肾小球,进行了PECs的原代培养。发现体外培养至第6代的PECs仍表达claudin-1、CD24和CD133,而不表达足细胞和系膜细胞的标记蛋白,和PECs体内特性一致。使用诱导分化培养基(VRADM)培养PECs后观察到PECs表达足细胞标记物,而claudin-1表达降低。进一步研究PECs向足细胞分化,细胞内总自由氧簇(ROS)和线粒体ROS均表达增多,而使用NAC和Mito Tempo分别阻断细胞内总ROS和线粒体ROS均可抑制PECs向足细胞分化。进一步研究ROS相关的分子Nrf2发现,Nrf2在PECs向足细胞分化过程中表达增高,使用NAC后抑制了VRADM诱导PECs细胞核内的Nrf2集聚。使用siRNA抑制Nrf2表达后阻断了VRADM诱导的PECs向足细胞分化。抑制Nrf2表达也可减弱Brg1表达,同时,PECs向足细胞分化过程中Brg1表达增高。抑制Brg1表达后,同样可以阻断PECs向足细胞分化。而过表达Brg1可促进PECs的分化。我们也在临床观察性研究中验证了PECs中Brg1的作用,免疫染色显示eGFR下降速率较快的FSGS患者Brg1阳性数较高,Brg1阳性数和蛋白尿呈正相关。. 这些结果提示了线粒体在PECs向足细胞分化中的重要作用。ROS,特别是线粒体ROS可能是调节PECs向足细胞分化的关键信号分子。PECs收到细胞外信号的刺激后,可能通过ROS-Nrf2-Brg1信号调节足细胞WT1-1转录因子高表达,从而向足细胞分化。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Yes-associated protein regulates podocyte cell cycle re-entry and dedifferentiation in adriamycin-induced nephropathy
Yes相关蛋白调节阿霉素肾病足细胞细胞周期重入和去分化
  • DOI:
    10.1038/s41419-019-2139-3
  • 发表时间:
    2019-12-04
  • 期刊:
    CELL DEATH & DISEASE
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Xie, Kewei;Xu, Chenqi;Gu, Leyi
  • 通讯作者:
    Gu, Leyi
Protein Kinase A/CREB Signaling Prevents Adriamycin-Induced Podocyte Apoptosis via Upregulation of Mitochondrial Respiratory Chain Complexes
蛋白激酶 A/CREB ​​信号传导通过上调线粒体呼吸链复合物防止阿霉素诱导的足细胞凋亡
  • DOI:
    10.1128/mcb.00181-17
  • 发表时间:
    2017-10
  • 期刊:
    Molecular and Cellular Biology
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Xie Kewei;Zhu Mingli;Xiang Peng;Chen Xiaohuan;Kasimumali Ayijiaken;Lu Renhua;Wang Qin;Mou Shan;Ni Zhaohui;Gu Leyi;Pang Huihua
  • 通讯作者:
    Pang Huihua
P2X7 receptor signaling promotes inflammation in renal parenchymal cells suffering from ischemia-reperfusion injury.
P2X7受体信号传导促进缺血再灌注损伤肾实质细胞的炎症
  • DOI:
    10.1038/s41419-020-03384-y
  • 发表时间:
    2021-01-27
  • 期刊:
    Cell death & disease
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Qian Y;Qian C;Xie K;Fan Q;Yan Y;Lu R;Wang L;Zhang M;Wang Q;Mou S;Dai H;Ni Z;Pang H;Gu L
  • 通讯作者:
    Gu L
细胞能量代谢障碍与急性肾小管上皮细胞损伤
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国中西医结合肾病杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王巧玲;顾乐怡;戴慧莉
  • 通讯作者:
    戴慧莉
Reduction of mitochondria and up regulation of pyruvate dehydrogenase kinase 4 of skeletal muscle in patients with chronic kidney disease
慢性肾病患者骨骼肌线粒体减少和丙酮酸脱氢酶激酶4上调
  • DOI:
    10.1111/nep.13606
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
    Nephrology
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Xu Chenqi;Kasimumali Ayijiaken;Guo Xiangjiang;Lu Renhua;Xie Kewei;Zhu Mingli;Qian Yingying;Chen Xiaohuan;Pang Huihua;Wang Qin;Fan Zhuping;Dai Huili;Mou Shan;Ni Zhaohui;Gu Leyi
  • 通讯作者:
    Gu Leyi

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其他文献

激活环磷酸腺苷/蛋白激酶信号对药物诱导足细胞损伤的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中华肾脏病杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李肖瑛;倪兆慧;陶花;顾乐怡
  • 通讯作者:
    顾乐怡
环磷酸腺苷信号在足细胞生物学中的作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国中西医结合肾病杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李肖瑛;顾乐怡
  • 通讯作者:
    顾乐怡
线粒体损伤和肾小球疾病
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中国中西医结合肾病杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谢可炜;顾乐怡
  • 通讯作者:
    顾乐怡
微小RNA-192在肾脏疾病中的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国中西医结合肾病杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    樊启晨;张路路;严玉澄;顾乐怡
  • 通讯作者:
    顾乐怡
Klotho在急性缺血再灌注性肾损伤中的变化及其与凋亡的关系
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    上海交通大学学报(医学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    顾乐怡;吴蓓;倪兆慧;钱家麒
  • 通讯作者:
    钱家麒

其他文献

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顾乐怡的其他基金

TGF-β1调控肾小球壁层上皮细胞活化参与肾小球疾病进展的机制
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    81970610
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
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    81270781
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    70.0 万元
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代谢型谷氨酸受体1信号调节足细胞细胞骨架排列的机制研究
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  • 项目类别:
    面上项目

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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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