中枢神经系统感应氨基酸及调控脂质代谢的分子机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    81130076
  • 项目类别：
    重点项目
  • 资助金额：
    240.0万
  • 负责人：
    郭非凡
  • 依托单位：
    中国科学院上海营养与健康研究所
  • 学科分类：
    H0709.能量代谢调节异常与肥胖
  • 结题年份：
    2016
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2016-12-31

项目摘要

营养素感应和对机体代谢调控过程发生紊乱是慢性代谢病发生的重要因素。而中枢神经系统信号分子网络在营养素感应和代谢调控中起重要作用，是目前国际上代谢病研究的前沿领域。申请人前期工作发现，必需氨基酸亮氨酸缺乏饮食不仅可显著影响机体的脂质和能量代谢，也可改变中枢神经系统氨基酸感受器GCN2及转录因子ATF4的表达，提示中枢神经系统GCN2/ATF4等信号分子在氨基酸感应和相应代谢调控中扮演重要角色。为验证该可能性及阐明分子机制，本项目拟利用原代培养的神经元细胞及不同基因敲除小鼠，结合脑室注射等技术手段，对中枢神经系统GCN2/ATF4等信号分子网络在感应氨基酸及调控代谢的生物学作用与分子机制方面进行系统深入研究。这些工作成果将深化人们对氨基酸感应和代谢调控分子机制的理解，阐明调控这些过程的中枢神经系统信号分子网络，并为发现防治代谢性疾病的新分子靶标提供坚实的理论依据。

结项摘要

营养素感应和对机体代谢调控过程发生紊乱是慢性代谢病发生的重要因素。中枢神经系统信号分子网络在营养素感应和代谢调控中起重要作用，是目前国际上代谢病研究的前沿领域。申请人前期工作发现，必须氨基酸亮氨酸缺乏饮食不仅可显著影响机体的脂质和能量代谢，也可改变中枢神经系统氨基酸感受器GCN2（General Control Nonrepressible 2）及转录活化因子4（Activating Transcription Factor 4, ATF4）的活性或表达，提示中枢神经系统GCN2/ATF4等信号分子在氨基酸感应和相应代谢调控中扮演重要角色。本项目对这一可能性进行了验证并阐明其机制。我们研究发现亮氨酸缺乏可以通过中枢下丘脑GCN2/ATF4依赖的核糖体S6K蛋白激酶(Ribosomal S6 Kinase 1，S6K1)/ 促肾上腺皮质素释放激素(Corticotropin-Releasing Hormone, CRH)和cAMP反应元件结合蛋白（CREB）/促甲状腺激素释放激素(Thyrotropin-Releasing Hormone, TRH) 信号通路调控外周脂质和能量代谢，亮氨酸缺乏可增强瘦素leptin敏感性促进机体能量消耗增加。此外，我们研究了下丘脑氨基酸感应因子催乳素受体（Prolactin Receptor, PRLR）、AgRP神经元中ATF4及POMC神经元中肌醇依赖酶1 (inositol-requiring enzyme 1, IRE1)调控能量稳态和糖脂代谢的新功能和分子机理。这些工作成果将深化人们对氨基酸感应和代谢调控分子机制的理解，阐明调控这些过程的中枢神经系统信号分子网络，为发现防治代谢性疾病的新分子靶标提供坚实的理论依据。

项目成果

期刊论文数量（27）
专著数量（0）
科研奖励数量（2）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Knockout of inositol-requiring enzyme 1 alpha in pro-opiomelanocortin neurons decreases fat mass via increasing energy expenditure
敲除阿黑皮质素原神经元中的肌醇需求酶 1 α 可通过增加能量消耗来减少脂肪量
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Open Biology
  • 影响因子：
    5.8
  • 作者：
    Liu Bin;Chen Shanghai;Liu Yong;Guo Feifan
  • 通讯作者：
    Guo Feifan
Leucine deprivation inhibits proliferation and induces apoptosis of human breast cancer cells via fatty acid synthase.
亮氨酸剥夺通过脂肪酸合酶抑制人乳腺癌细胞增殖并诱导细胞凋亡
  • DOI：
    10.18632/oncotarget.11626
  • 发表时间：
    2016-09-27
  • 期刊：
    Oncotarget
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Xiao F;Wang C;Yin H;Yu J;Chen S;Fang J;Guo F
  • 通讯作者：
    Guo F
Hepatic phosphoserine aminotransferase 1 (PSAT1) regulates insulin sensitivity in mice via tribbles homolog 3 (TRB).
肝磷酸丝氨酸转氨酶 1 (PSAT1) 通过 tribbles 同源物 3 (TRB) 调节小鼠的胰岛素敏感性。
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Diabetes
  • 影响因子：
    7.7
  • 作者：
    Li Kai;Wang Chunxia;Chen Shanghai;Guo Feifan
  • 通讯作者：
    Guo Feifan
A novel function of B-cell translocation gene 1 (BTG1) in the regulation of hepatic insulin sensitivity in mice via c-Jun
B 细胞易位基因 1 (BTG1) 通过 c-Jun 调节小鼠肝脏胰岛素敏感性的新功能
  • DOI：
    10.1096/fj.15-278689
  • 发表时间：
    2016-01-01
  • 期刊：
    FASEB JOURNAL
  • 影响因子：
    4.8
  • 作者：
    Xiao, Fei;Deng, Jiali;Guo, Feifan
  • 通讯作者：
    Guo, Feifan
CREB/TRH pathway in the central nervous system regulates energy expenditure in response to deprivation of an essential amino acid
中枢神经系统中的 CREB/TRH 通路调节能量消耗以应对必需氨基酸的缺乏
  • DOI：
    10.1038/ijo.2014.65
  • 发表时间：
    2014-04
  • 期刊：
    International Journal of Obesity
  • 影响因子：
    4.9
  • 作者：
    Chen Shanghai;Liu Yong;Chen Yan;Guo Feifan
  • 通讯作者：
    Guo Feifan

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    2019
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  • 作者：
    王硕;张新东;郭非凡
  • 通讯作者：
    郭非凡

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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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