线粒体心磷脂氧化在细胞凋亡中的作用机制研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
31170809
项目类别：
面上项目
资助金额：
60.0万
负责人：
尹慧勇
依托单位：
中国科学院上海营养与健康研究所
学科分类：
C0503.细胞感应与环境生物物理
结题年份：
2015
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
李紫；张煜尧；朱明江；周蕴华；李正虎；张永贤；
关键词：
线粒体自由基蛋白组学心磷脂细胞凋亡

项目摘要

细胞凋亡是一个严密调控的过程，与细胞的稳态和许多疾病紧密相联。线粒体在整个细胞凋亡过程中起到非常重要的作用，它通过控制细胞色素c 向胞浆的释放来引发细胞凋亡。心磷脂是线粒体特异的磷脂，它与许多和细胞凋亡相关的蛋白都有相互作用。近年来，心磷脂在细胞凋亡中的作用成为新的研究热点。越来越多的证据表明，心磷脂被自由基氧化对通过内在通路的细胞凋亡极其重要。但其中的机理还十分不清楚。我们认为心磷脂被自由基氧化后形成许多亲电性的脂质代谢物，其中一些共价修饰参与细胞凋亡调控的重要蛋白从而引起细胞凋亡。我们的预实验结果表明心磷脂氧化后确实会产生许多活性脂代谢物。在本项目中我们将进一步利用生物化学，合成化学，现代质谱技术，细胞和线粒体，以及动物模型等手段研究哪些心磷脂氧化产物会引起细胞凋亡，并用蛋白组学方法研究哪些蛋白被修饰。我们的研究将对细胞凋亡提供新的机理，并为如何调控细胞凋亡提供新思路。

结项摘要

细胞凋亡是调控细胞稳态的一个重要的机制，和疾病紧密相关。线粒体在细胞凋亡过程中起到非常重要的作用。蛋白与蛋白的相互作用及其相关信号通路一直是细胞凋亡领域的研究重点，而脂质与凋亡相关蛋白的相互作用的研究非常有限。近年来的研究表明心磷脂氧化对通过内在通路的细胞凋亡极其重要，但其中的机理还十分不清楚。我们认为心磷脂氧化后形成许多亲电性的脂质代谢物，共价修饰调控细胞凋亡的蛋白从而引起细胞凋亡。在本项目中我们结合生物化学、合成化学、现代质谱技术、细胞和线粒体以及动物模型等手段研究线粒体心磷脂氧化在细胞凋亡中的作用机制。我们的研究对细胞凋亡提供了新的机理，并为如何调控细胞凋亡提供了新思路。本项目的主要结果及科学意义如下：. 1.分析和鉴定了促凋亡的心磷脂氧化产物在动脉粥样硬化中的作用：我们利用t-Bid 诱导细胞色素c 的释放，鉴定了一类具有亲电活性的心磷脂氧化产物 EEA-CL作为心磷氧化形成4-HNE的特征产物。在动脉硬化小鼠动脉斑块中也发现了这些氧化产物。该研究将4-HNE的形成、线粒体功能受损、细胞凋亡等在动脉硬化过程的作用有机的连接起来，而且抑制心磷脂氧化可能减少动脉硬化。.２.利用蛋白组学方法研究心磷脂氧化产物共价修饰与细胞凋亡相关的重要蛋白：开发了基于Click化学的蛋白组学方法，在肝癌细胞 Huh7中找到了约2000种被修饰的蛋白，其中包括参与细胞凋亡过程的蛋白。Click化学的蛋白组学方法代表了本领域的最前沿。.３.研究调控线粒体心磷脂氧化引起细胞凋亡的新策略：开发了一些活性小分子化合物通过抑制心磷脂氧化来降低组织损伤，发现了临床上应用广泛的对乙酰胺基酚能抑制心磷脂的氧化以及4-HNE的形成。.４.调控线粒体心磷脂氧化在肝癌发生发展过程中的作用机制：发现在肝癌发生过程中肿瘤组织中心磷脂及其氧化产物与癌周正常组织相比都明显下降，同时肿瘤组织中4-HNE的蛋白加合物与正常组织相比逐渐减少，趋势与心磷脂的氧化情况一致，显示从心磷脂氧化产生的4-HNE在此过程中起重要作用。我国是肝癌大国，全球超过一半以上的新增肝癌病例在中国。因此，我们发现的通过调控线粒体心磷脂脂肪酸的成分而抑制肿瘤细胞的生长有重要的临床意义。.５.利用基于现代质谱技术的脂质组学方法系统研究脂代谢与疾病：发现唾液中脂质代谢产物参与牙周炎的氧化应激和炎症相应密切相关；甲状腺激素水平影响花生四烯酸代谢。