Toll样受体-3在PM2.5诱导胰岛素抵抗中的作用及调控机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81402646
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3001.环境卫生
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Previously, we and others have demonstrated a strong link between the concentration of particulate matter (PM) in air and diabetes. Adipose tissue macrophages polarization plays a pivotal role in PM2.5-induced insulin resistance. TLR3, one of important pattern recognition receptors, leads to M1 macrophage polarization when activated, and then participates in metabolic diseases by regulating inflammation response. However, whether TLR3 is involved in the PM2.5-mediated insulin resistance remains unknown. We hypothesized that TLR3 deficiency should increase insulin sensitivity by balancing M1/M2 polarization. The present study will investigate this issue with focusing on visceral adipose tissue. Firstly, the effect of PM2.5 inhalation on insulin resistance and the expression and location of TLR3 in adipose tissue will be examined. Then, whether TLR3 deficiency could ameliorate PM2.5-induced insulin resistance will be investigated. Next, by comparing the macrophages infiltration, macrophages polarization and inflammation levels of adipose tissue in wild type and TLR3-/- mice, the role of TLR3 during the process will be determined. Finally, the underlying mechanism of it will be explored by examining the TLR3 and insulin signaling pathways. The present study will open new direction for the etiology and underlying mechanism of diabetes, provide new evidence for the increasing incidence of diabetes, propose new targets for treatment and prevention of diabetes, rendering significant importance to human health.
糖尿病发病率增加迅速与污染空气中颗粒物密切相关,内脏脂肪巨噬细胞极性改变是PM2.5颗粒引起胰岛素抵抗(IR)的重要机制。TLR3是重要的模式识别受体,其激活可诱导巨噬细胞向M1型转化,通过调控炎症反应参与糖尿病的发生。但TLR3是否介导PM2.5诱发的IR,尚无报道。本项目将围绕内脏脂肪首先探讨PM2.5对IR及TLR3表达和分布的影响;进一步分析TLR3功能缺失能否改善PM2.5诱发的IR;并通过比较野生型和TLR3基因敲除型小鼠内脏脂肪巨噬细胞浸润、极化状态和炎症水平确定其在这一过程中的作用;接下来对TLR3和胰岛素信号通路进行鉴定,深入探讨TLR3调节PM2.5诱发IR的机制。本项目将为糖尿病发病病因和机制提出新的研究方向,为PM2.5引起糖尿病发病率迅速增加提供新的证据,也为糖尿病防治提出新的研究标靶。

结项摘要

糖尿病发病率增加迅速与饮食和污染空气中颗粒物密切相关,内脏脂肪巨噬细胞极性改变是胰岛素抵抗(IR)的重要机制。CCR2作为炎症因子趋化受体在炎性细胞向局部组织募集中发挥重要作用;TLR3是重要的模式识别受体,其激活可诱导巨噬细胞向M1型转化,通过调控炎症反应参与糖尿病的发生。我们认为CCR2或者TLR3功能缺失会通过改变内脏脂肪M1/M2平衡增加胰岛素的敏感性。本研究利用CCR2基因敲除型小鼠、TLR3基因敲除型小鼠以及C57BL/6野生型小鼠,深入探讨了CCR2以及TLR3在胰岛素抵抗中的调控作用。研究结果表明:1)在正常饮食小鼠,PM2.5暴露引起小鼠内脏脂肪组织巨噬细胞浸润,CCR2基因敲除虽然改善这一现象并抑制血液中炎症水平,但并未改善PM2.5吸入引起的空腹血糖的升高以及胰岛素敏感性异常。该作用与PM2.5吸入引起CCR2非依赖性肝脏糖异生限速酶表达和炎症反应增加有关。2)在高脂饮食小鼠,由饮食诱导的糖耐量受损和胰岛素敏感性降低、内脏脂肪形态和功能出现异常;上述改变被TLR3功能缺失所改善。其机制可能为高脂饮食上调TLR3基因表达,激活TBK1/IKKβ/NFκB炎症信号通路,引起巨噬细胞向内脏脂肪组织浸润和极化,从而抑制胰岛素信号通路,进一步抑制脂肪水解酶HSL和ATGL的活性和表达。3)在正常饮食小鼠,PM2.5暴露4周引起雌性和雄性小鼠血糖均升高,但长期暴露后,此血糖差异消失。在雌性小鼠,ITT实验显示PM2.5吸入显著抑制了胰岛素敏感性,该作用强于雄性小鼠。PM2.5吸入引起内脏脂肪组织巨噬细胞向M1型极化,该现象被TLR3基因敲除所阻断。本项目将为糖尿病发病病因和机制提出新的研究方向,为PM2.5引起糖尿病发病率迅速增加提供新的证据,也为糖尿病防治提出新的标靶。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(2)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
细颗粒物对2型糖尿病的影响及其发生机制的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    环境与职业医学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张国庆;氿骞慧;孙庆华;刘翠清
  • 通讯作者:
    刘翠清
Central IKKbeta inhibition prevents air pollution mediated peripheral inflammation and exaggeration of type II diabetes.
中枢 IKKbeta 抑制可预防空气污染介导的外周炎症和 II 型糖尿病的加重。
  • DOI:
    10.1186/s12989-014-0053-5
  • 发表时间:
    2014-10-30
  • 期刊:
    Part Fibre Toxicol
  • 影响因子:
    10
  • 作者:
    Liu C;Fonken LK;Wang A;Maiseyeu A;Bai Y;Wang TY;Maurya S;Ko YA;Periasamy M;Dvonch T;Morishita M;Brook RD;Harkema J;Ying Z;Mukherjee B;Sun Q;Nelson RJ;Rajagopalan S
  • 通讯作者:
    Rajagopalan S
Particulate Air pollution mediated effects on insulin resistance in mice are independent of CCR2
空气颗粒物污染对小鼠胰岛素抵抗的影响与 CCR2 无关
  • DOI:
    10.1186/s12989-017-0187-3
  • 发表时间:
    2017-03-03
  • 期刊:
    PARTICLE AND FIBRE TOXICOLOGY
  • 影响因子:
    10
  • 作者:
    Liu C;Xu X;Bai Y;Zhong J;Wang A;Sun L;Kong L;Ying Z;Sun Q;Rajagopalan S
  • 通讯作者:
    Rajagopalan S
Influencing Factors of Thermogenic Adipose Tissue Activity.
产热脂肪组织活性的影响因素。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Front Physiol
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    张国庆;Qinghua Sun;刘翠清
  • 通讯作者:
    刘翠清
Cardiovascular response to thermoregulatory challenges.
心血管对温度调节挑战的反应。
  • DOI:
    10.1152/ajpheart.00199.2015
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Am J Physiol Heart Circ Physiol
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘翠清;Yavar Z;Qinghua Sun
  • 通讯作者:
    Qinghua Sun

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其他文献

Reduced neurotrophic factor level is the early event before the functional neuronal deficiency in high-fat diet induced obese mice
神经营养因子水平降低是高脂饮食诱导的肥胖小鼠功能性神经元缺乏之前的早期事件
  • DOI:
    10.1007/s11011-016-9905-z
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Metabolic Brain Disease
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    元海英;方星悦;刘启兵;刘翠清
  • 通讯作者:
    刘翠清

其他文献

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刘翠清的其他基金

Adrb3甲基化介导糖原代谢紊乱在PM2.5暴露抑制白色脂肪棕色化中的作用研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于肺-血-下丘脑轴研究生物钟基因BMAL1调控PM2.5诱发肝脏脂质沉积的作用机制
  • 批准号:
    81973001
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    56 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Exosome/TLR4通路在细颗粒物诱发血压升高中的作用机制
  • 批准号:
    91643103
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    82.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划

相似国自然基金

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相似海外基金

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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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