肠道转录活化因子4(ATF4)调控机体代谢稳态的新功能及机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81700750
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0709.能量代谢调节异常与肥胖
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Obesity and its associated metabolic diseases is highly popular in the whole world, while gut microbiota has a close relationship with body metabolism homeostasis, it may be new targets to prevent and treat obesity and its related metabolic diseases by regulating gut microbiota. Our previous study showed that leucine deficiency regulated glucose and lipid metabolism and improved insulin sensitivity associated with activated amino acid sensor proteins. The functions and underlying mechanisms of amino acid sensor proteins on regulating gut microbiota, however, has not been elucidated. Our previous work suggested that leucine deficiency significantly altered the structure of gut microbiota in mice, and the expression of ATF4 was also significantly increased in the gut of mice treated by leucine deficiency, these data implied that gut ATF4 may participate in regulating gut micribiota to influence metabolism homeostasis. However, the role of gut ATF4 in regulating microbiota has not been reported before. The aim of our current study is to elucidate the regulation role of gut ATF4 on microbiota and metabolism homeostasis by using gut ATF4 knock out mice, and to explain the underlying mechanisms based on the analysis of 16S rRNA sequencing technology, what’s more, we will further explore the pathway which is responsible for the expression of ATF4 in gut. Taken together, our work will demonstrate a novel function of gut ATF4 in regulating metabolism homeostasis, and provide new insights for the understanding of the molecular mechanisms and potential treatment targets for obesity and its related metabolic diseases.
肥胖等代谢性疾病在全球高度流行,肠道菌群与宿主的互作与机体代谢密切相关,调节肠道菌群有可能成为预防和治疗肥胖及相关代谢疾病的新型靶点。课题组前期研究发现亮氨酸缺乏调控脂代谢和改善胰岛素敏感性并激活氨基酸感应蛋白信号。目前氨基酸感应蛋白调控肠道菌群的作用及机制并不清楚。前期研究表明亮氨酸缺乏饮食明显改变小鼠肠道菌群结构,而感应蛋白ATF4在氨基酸缺乏模型小鼠肠道中表达显著增加,提示ATF4可能参与调控肠道菌群进而调控代谢稳态。目前肠道ATF4在调控机体代谢中的作用及机制还没有报道。本项目拟采用ATF4肠道特异敲除小鼠为模型,利用细菌16S rRNA测序深入分析ATF4对肠道菌群的调控,并利用不同营养条件的小鼠模型探讨ATF4的上游调控信号及生理意义,对肠道ATF4调节代谢稳态的作用与机制进行深入的研究。该项目将阐明肠道ATF4调控机体代谢稳态的新功能,为预防及治疗肥胖及代谢疾病提供新策略。

结项摘要

肠道菌群与机体代谢稳态密切相关,但分子机制尚不清楚。探究菌群变化及调控机制对改变机体的代谢稳态及治疗相关代谢性疾病具有非常重要的意义。课题组前期研究发现亮氨酸缺乏激活氨基酸感应蛋白转录活化因子4(ATF4),调控全身代谢稳态。研究表明ATF4参与多个组织的糖脂代谢和能量代谢调控,但肠道ATF4调控机体代谢稳态的作用及机制以及对肠道菌群的调控作用尚无报道。本项目研究发现,短期亮氨酸缺乏饮食处理的小鼠回肠和结肠中ATF4表达显著上调,且小鼠肠道中菌群分布及构成发生了显著的变化,并发现和体重脂肪变化正相关和负相关的菌群门类的变化。肠上皮细胞特异性敲除ATF4的小鼠体重显著降低,皮下脂肪,附睾脂肪和褐色脂肪重量均显著减少。另外,ATF4肠上皮敲除小鼠的血清甘油三酯水平显著降低,血糖水平也显著降低。进一步研究发现,ATF4肠上皮敲除小鼠脂肪降低是由于脂肪合成减少,脂质分解增加导致的。另外,敲除小鼠血清氨基酸水平变化显著,下丘脑神经肽的差异变化可能也是导致小鼠代谢表型变化的原因。除此之外,研究发现ATF4肠上皮敲除小鼠具有肠炎的症状。此项目明确了肠道ATF4调控机体代谢稳态的新功能,为预防和治疗肥胖等代谢性疾病提供新策略。

项目成果

期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Hepatic c-Jun regulates glucose metabolism via FGF21 and modulates body temperature through the neural signals
肝脏 c-Jun 通过 FGF21 调节葡萄糖代谢,并通过神经信号调节体温。
  • DOI:
    10.1016/j.molmet.2018.12.003
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Molecular Metabolism
  • 影响因子:
    8.1
  • 作者:
    Xiao Fei;Guo Yajie;Deng Jiali;Yuan Feixiang;Xiao Yuzhong;Hui Lijian;Li Yu;Hu Zhimin;Zhou Yuncai;Li Kai;Han Xiao;Fang Qichen;Jia Weiping;Chen Yan;Ying Hao;Zhai Qiwei;Chen Shanghai;Guo Feifan
  • 通讯作者:
    Guo Feifan
Autophagy inhibition prevents glucocorticoid-increased adiposity via suppressing BAT whitening
自噬抑制通过抑制 BAT 美白来防止糖皮质激素增加的肥胖
  • DOI:
    10.1080/15548627.2019.1628537
  • 发表时间:
    2019-06-20
  • 期刊:
    AUTOPHAGY
  • 影响因子:
    13.3
  • 作者:
    Deng, Jiali;Guo, Yajie;Guo, Feifan
  • 通讯作者:
    Guo, Feifan
ATF4 Deficiency Promotes Intestinal Inflammation in Mice by Reducing Uptake of Glutamine and Expression of Antimicrobial Peptides
ATF4 缺乏通过减少谷氨酰胺的摄取和抗菌肽的表达促进小鼠肠道炎症
  • DOI:
    10.1053/j.gastro.2018.11.033
  • 发表时间:
    2019-03-01
  • 期刊:
    GASTROENTEROLOGY
  • 影响因子:
    29.4
  • 作者:
    Hu, Xiaoming;Deng, Jiali;Guo, Feifan
  • 通讯作者:
    Guo, Feifan

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其他文献

亚慢性氟虫腈暴露致小鼠肝脏脂质代谢紊乱的 风险及机制研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    实用预防医学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘广南;郭雅婕;黄素丽;陈颖;胡肖肖;钟丹蓉;唐志;柯跃斌;曾怀才;吕子全
  • 通讯作者:
    吕子全
长期低剂量双酚A干扰雄性小鼠胰岛素敏感性和糖异生的作用研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    职业与健康
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈颖;刘广南;郭雅婕;唐志;曾怀才;吕子全
  • 通讯作者:
    吕子全

其他文献

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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

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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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