Cellular and molecular mechanisms of the UCPs-dependent metabolic control and its patho-physiological relevance
UCPs依赖性代谢控制的细胞和分子机制及其病理生理学相关性
基本信息
- 批准号:15580252
- 负责人:
- 金额:$ 2.37万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
- 财政年份:2003
- 资助国家:日本
- 起止时间:2003 至 2004
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Uncoupling proteins (UCPs) are inner mitochondrial membrane proteins that mediate dissipation of the mitochondrial membrane potential as heat rather than ATP synthesis. To clarify the cellular and molecular mechanisms of the UCPs-dependent metabolic control, especially in relation with cellular ATP levels, we firstly investigated tissue uptake of 2-deoxyglucose (2-DG) in UCP1 -knockout (KO) mice in vivo. In wild-type (WT) mice, administration of norepinephrine (NE) accelerated the disappearance of plasma 2-DG and increased 2-DG uptake into brown adipose tissue (BAT) exclusively expressing UCP1 and heart without any rise of plasma insulin level. In UCP1-KO mice, the stimulatory effect of NE on 2-DG uptake into BAT, but not into heart, disappeared completely. Insulin administration increased 2-DG uptake into BAT and also heart similarly in WT and UCP1 -KO mice. NE also increased the ratio of AMP/ATP and the activity of AMP-activated protein kinase (AMPK) in BAT of WT, but not of UCP1-KO, mice. These results suggest that the sympathetically stimulated glucose utilization in BAT is due to the serial activation of UCP1 and AMPK. We next established mammalian cells expressing functional UCP1 in a mitochondrial fraction by using Stratagene's LacSwitch II Inducible Mammalian Expression System and Hep3B human hepatocellular carcinoma that dose not express any endogenous UCP isoforms. After developing respective cells expressing functional UCP2 and UCP3, they would be useful for the studies on the mechanisms of the UCP-dependent metabolic control in an isoform-specific manner.
解偶联蛋白(UCPs)是线粒体内膜蛋白,介导线粒体膜电位的耗散作为热量,而不是ATP的合成。为了阐明UCPs依赖性代谢调控的细胞和分子机制,特别是与细胞ATP水平的关系,我们首先研究了UCP 1基因敲除(KO)小鼠体内组织摄取2-脱氧葡萄糖(2-DG)的情况。在野生型(WT)小鼠,去甲肾上腺素(NE)的管理加速血浆2-DG的消失,并增加2-DG摄取到棕色脂肪组织(BAT)只表达UCP 1和心脏没有任何血浆胰岛素水平的上升。在UCP 1-KO小鼠中,NE对BAT摄取2-DG的刺激作用完全消失,但对心脏摄取2-DG的刺激作用不明显。在WT和UCP 1-KO小鼠中,胰岛素给药增加了BAT和心脏的2-DG摄取。NE还增加WT小鼠BAT中AMP/ATP比值和AMP活化蛋白激酶(AMPK)活性,但不增加UCP 1-KO小鼠BAT中AMP/ATP比值和AMPK活性。这些结果表明,交感神经刺激BAT的葡萄糖利用是由于UCP 1和AMPK的串行激活。我们接下来通过使用Stratagene的LacSwitch II诱导性哺乳动物表达系统和不表达任何内源性UCP同种型的Hep 3B人肝细胞癌建立了在线粒体部分中表达功能性UCP 1的哺乳动物细胞。在开发表达功能性UCP 2和UCP 3的相应细胞后,它们将用于以异构体特异性方式研究UCP-dependent代谢控制机制。
项目成果
期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Kitamura T, Kimura K, et al.: "Proinsulin C-peptide increases nitric oxide production by enhancing mitogen-activated protein-kinase-depentent transcription of endothelial nitric oxide synthase in aortic endothelial cells of Wistar rats"Diabetologia. 46. 1
Kitamura T、Kimura K 等人:“胰岛素原 C 肽通过增强 Wistar 大鼠主动脉内皮细胞中内皮一氧化氮合酶的有丝分裂原激活的蛋白激酶依赖性转录来增加一氧化氮的产生”Diabetologia。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
UCP1 is necessary for norepinephrine-induced glucose utilization in brown adipose tissue.
UCP1 对于去甲肾上腺素诱导的棕色脂肪组织中的葡萄糖利用是必需的。
- DOI:
- 发表时间:2005
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Inokuma K.;et al.
- 通讯作者:et al.
Makondo K, Kimura K., et al.: "Hepacyte growth factor actibates endothelial nitric oxide synthase by ca2+ - and phosphoinositide 3-kinase/Akt-dependent phosphorylation in aortic endothelial cells"Biochem.J.. 374. 63-69 (2003)
Makondo K、Kimura K. 等人:“主动脉内皮细胞中的肝细胞生长因子通过 ca2-和磷酸肌醇 3-激酶/Akt 依赖性磷酸化激活内皮一氧化氮合酶”Biochem.J. 374. 63-69 (2003
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
UCP1 deficiency increases susceptibility to diet-induced obesity with age
- DOI:10.1111/j.1474-9726.2005.00157.x
- 发表时间:2005-06-01
- 期刊:
- 影响因子:7.8
- 作者:Kontani, Y;Wang, Y;Yamashita, H
- 通讯作者:Yamashita, H
木村和弘, 北村剛規, 斉藤昌之: "プロインスリンC-ペプチドの細胞内シグナル応答とその作用"獣医生化学. 40. 9-16 (2003)
Kazuhiro Kimura、Takeki Kitamura、Masayuki Saito:“胰岛素原 C 肽的细胞内信号反应及其影响”《兽医生物化学》40. 9-16 (2003)。
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