骨骼肌分泌因子Musclin对全身糖脂代谢稳态的调控作用和机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81670740
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0708.糖尿病
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Diabetes has become a global epidemic that severely affects human health. Skeletal muscle metabolic dysregulation is the primary defect in the development of type 2 diabetes and is often associated with a shift from oxidative to glycolytic metabolism. However, whether this metabolic switch is detrimental or adaptive for metabolic homeostasis remains uncertain. We recently identified BAF60c, a subunit of the SWI/SNF chromatin-remodeling complex, as a core component of a regulatory cascade that drives glycolytic myofiber metabolism. Interestingly, muscle specific transgenic expression of BAF60c protects mice from diet-induced glucose intolerance and hepatic steatosis. Mechanistically, BAF60c promotes muscle glycolytic metabolism and glucose utilization through Deptor-mediated AKT activation. In addition, our preliminary studies also found that BAF60c significantly suppressed the expression of Musclin, a muscle-enriched secreted factor. Remarkably, adenoviral-mediated overexpression of Musclin resulted in elevated blood glucose level in mice and upregulation of hepatic genes involved in gluconeogenesis and lipid synthesis. Based on these data, we hypothesize that Musclin-mediated inter-organ crosstalk may play a critical role in the control of whole body metabolic homeostasis by muscle BAF60c. In this proposal, using a combination of transgenic mouse models, adenoviral-mediated gene expression, CRISPR-Cas9-based genome editing, and various metabolism-analyzing approaches, we plan to elucidate the role of Musclin in the control of whole body energy homeostasis, and the significance and mechanism of Musclin in metabolic control by muscle BAF60c. Successful completion of this study will provide new insights into the mechanism of inter-organ crosstalk in metabolic control, and form the basis for the development of new therapeutic interventions for diabetes and its associated complications.
2型糖尿病伴随着骨骼肌红肌向白肌代谢功能的转变,但二者的因果关系尚不清楚。我们近期研究发现了一条以染色质重塑因子BAF60c为核心分子的调控白肌代谢功能的关键信号通路。骨骼肌特异性BAF60c转基因小鼠能够预防由肥胖引起的高血糖和脂肪肝。BAF60c通过Deptor/AKT信号通路促进骨骼肌本身对葡萄糖的利用。同时,BAF60c显著抑制骨骼肌分泌因子Musclin的表达。而Musclin过表达能够引起小鼠高血糖和肝脏中糖异生和脂肪合成相关基因表达上调。这些结果暗示骨骼肌BAF60c还可能通过Musclin介导的组织间对话影响全身糖脂代谢。本项目将利用BAF60c转基因和敲除小鼠、腺病毒介导的基因过表达和CRISPR-Cas9介导的Musclin基因敲除技术,从动物、细胞和分子三个水平,深入研究Musclin对全身糖脂代谢的调控作用,及其在骨骼肌BAF60c对全身代谢稳态调控中的意义和机制。

结项摘要

糖尿病日益成为严重危害人类健康的重大疾病。2型糖尿病伴随者骨骼肌红肌向白肌代谢功能的转变。我们近期研究发现了一条以染色质重塑因子BAF60c为核心分子的控制白肌代谢的关键信号通路。骨骼肌特异性BAF60c转基因小鼠能够预防由肥胖引起的高血糖和脂肪肝。BAF60c通过Deptor/AKT信号通路促进骨骼肌本身对葡萄糖的利用。同时,BAF60c显著抑制骨骼肌分泌因子Musclin的表达,提示骨骼肌BAF60c还可能通过Musclin介导的组织间对话影响全身糖脂代谢。本项目利用BAF60c和Musclin骨骼肌特异性转基因和基因敲除小鼠模型,AAV介导的Musclin过表达和CRISPR-Cas9介导的基因敲除技术,利用基因组学、转录组学以及多种细胞生物学技术,在动物、细胞和分子三个水平,我门发现骨骼肌分泌因子Musclin直接结合和调控肝脏和脂肪组织的能量代谢,进而在全身糖脂代谢稳态调控中发挥重要作用。进一步研究发现骨骼肌中BAF60c通过表观遗传学机制调控Musclin的基因表达和分泌,进而影响靶组织以及全身的糖脂代谢稳态。更重要的是,我们发现肥胖和糖尿病人和小鼠血液中Musclin的水平显著升高,而用中和抗体抑制Musclin的活性能够显著改善高脂饮食诱导的小鼠肥胖和2型糖尿病。本研究揭示了骨骼肌分泌因子Musclin介导的骨骼肌和其它代谢组织之间的对话在2型糖尿病的发病过程中发挥重要作用。提示血液中Musclin的水平可以作为评价代谢综合征严重程度的重要诊断指标,而Musclin中和抗体有望进一步开发成为新型代谢综合征治疗药物,为代谢性疾病患者带来新的曙光。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes reveal abnormal TGFβ signaling in type 2 diabetes mellitus
人诱导多能干细胞来源的心肌细胞揭示 2 型糖尿病中异常的 TGF β 信号传导
  • DOI:
    10.1016/j.yjmcc.2020.03.016
  • 发表时间:
    2020-05-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF MOLECULAR AND CELLULAR CARDIOLOGY
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Tang, Ling;Wang, Hongkun;Liang, Ping
  • 通讯作者:
    Liang, Ping
MicroRNA-223 is essential for maintaining functional β-cell mass during diabetes through inhibiting both FOXO1 and SOX6 pathways
MicroRNA-223 通过抑制 FOXO1 和 SOX6 途径对于维持糖尿病期间功能性 β 细胞量至关重要
  • DOI:
    10.1074/jbc.ra119.007755
  • 发表时间:
    2019-07-05
  • 期刊:
    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Li, Yutian;Deng, Shan;Fan, Guo-Chang
  • 通讯作者:
    Fan, Guo-Chang
The SWI/SNF chromatin-remodeling factors BAF60a, b, and c in nutrient signaling and metabolic control.
SWI/SNF 染色质重塑因子 BAF60a、b 和 c 在营养信号传导和代谢控制中的作用
  • DOI:
    10.1007/s13238-017-0442-2
  • 发表时间:
    2018-03
  • 期刊:
    Protein & cell
  • 影响因子:
    21.1
  • 作者:
    Wang RR;Pan R;Zhang W;Fu J;Lin JD;Meng ZX
  • 通讯作者:
    Meng ZX
Uncoupling Exercise Bioenergetics From Systemic Metabolic Homeostasis by Conditional Inactivation of Baf60 in Skeletal Muscle
通过骨骼肌中 Baf60 的条件失活将运动生物能与系统代谢稳态解耦
  • DOI:
    10.2337/db17-0367
  • 发表时间:
    2018-01-01
  • 期刊:
    DIABETES
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Meng, Zhuo-Xian;Tao, Weiwei;Lin, Jiandie D.
  • 通讯作者:
    Lin, Jiandie D.

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染色质重塑因子BAF60s介导的糖脂代谢重塑在2型糖尿病胰岛β细胞功能损伤中的作用与机制研究
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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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