Role of Bach-1-Mediated Transcriptional Regulation in Neuroprotection

Bach-1 介导的转录调控在神经保护中的作用

基本信息

  • 批准号:
    10176609
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 40.17万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-05-01 至 2024-04-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary Parkinson’s disease (PD) is a progressive, debilitating neurodegenerative disorder with no known cure. While the cause of PD is unknown, oxidative stress, gliosis, excitotoxicity, mitochondrial dysfunction and protein misfolding are all known to play a role in disease pathogenesis. Activation of the Nrf2 pathway is a promising therapeutic approach for PD. Unfortunately, Nrf2-based drugs have relied on electrophilic pharmacophores, which are not tolerated well in patients. A critical barrier to progress in developing more effective Nrf2-based therapies is the current lack of understanding of mechanisms that can safely activate this pathway. Bach1 is a transcription factor that represses Nrf2 gene expression. Our goal is to validate Bach1 inhibition as a novel therapeutic strategy for PD pathogenesis, and to identify new target(s) for intervention. Our central hypothesis is that Bach1 inhibition is neuroprotective in PD due to both Nrf2-dependent and Nrf2-independent mechanisms. This hypothesis is based on the knowledge that genetic deletion and pharmacological inhibition of Bach1 in mice results in constitutive activation of neuroprotective Nrf2-dependent as well as Nrf2-independent genes, and protects against the parkinsonian neurotoxin 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP). Our objectives are to 1) determine the cell-specific roles of Bach1 in MPTP neurotoxicity in vivo, 2) delineate the role of Bach1 inhibition in mediating α-synuclein-induced PD, 3) differentiate between Bach1- and Nrf2- dependent pathways in neuroprotection, and 4) identity novel targets for therapeutic intervention. Our expected outcomes include finding that 1) genetic deletion and pharmacological inhibition of Bach1 ameliorates α-synucleinopathy and MPTP-neurotoxicity in mice; 2) Bach1-mediated neuroprotective mechanisms involve distinct cell types; 3) Bach1 inhibition or deletion protects Nrf2-null mice against MPTP- neurotoxicity; 4) Bach1-dependent mechanisms of neuroprotection involve upregulation of Nrf2-dependent as well as Nrf2-independent neuroprotective genes, whereas Nrf2-dependent antioxidant response element (ARE)-containing genes are critical for Nrf2-dependent mechanisms. Our studies will impact the field by: 1) improving understanding of Bach1 modulation of signaling pathways and downstream neuroprotective events relevant to pre-clinical models of PD; 2) validating a set of novel, non-electrophilic Bach1 inhibitors as potential therapeutic agents for PD and synucleinopathies; and 3) identifying novel targets for therapeutic intervention. AIM 1: will test the hypothesis that genetic deletion and pharmacological inhibition of Bach1 protects against different modes of nigrostriatal dopaminergic degeneration. AIM 2: will test the hypothesis that Bach1 inhibition attenuates disease development in a mouse model of α-synucleinopathy. AIM 3: will test the hypothesis that Bach1 inhibition confers neuroprotection via Nrf2-dependent and Nrf2-independent mechanisms.
项目摘要 帕金森氏病(PD)是一种渐进的,令人衰弱的神经退行性疾病,没有已知的治愈方法。尽管 PD的原因是未知的,氧化应激,神经胶质,兴奋性毒性,线粒体功能障碍和蛋白质 众所周知,错误折叠都在疾病发病机理中发挥作用。 NRF2途径的激活是一个承诺 PD的治疗方法。不幸的是,基于NRF2的药物已在亲电药团上放松, 患者的耐受性不佳。开发基于NRF2的更有效的进展的关键障碍 疗法是目前缺乏对可以安全激活该途径的机制的理解。 Bach1是一个 反映NRF2基因表达的转录因子。我们的目标是验证bach1抑制作用 PD发病机理的治疗策略,并确定新的靶标进行干预。我们的中心 假设是,由于NRF2依赖性和NRF2无关,Bach1抑制在PD中是神经保护性的 机制。该假设基于以下知识:遗传缺失和药物抑制 小鼠中的Bach1导致神经保护NRF2依赖性以及NRF2独立于NRF2的组成型激活 基因,并预防帕金森神经毒素1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(MPTP)。 我们的目标是1)确定Bach1在MPTP神经毒性中的细胞特异性作用,2)描述 Bach1抑制在介导α-核蛋白诱导的PD中的作用,3)区分Bach1-和Nrf2-- 神经保护方面的依赖途径,以及4)身份的治疗干预措施。我们的 预期结果包括发现1)遗传缺失和BACH1的药物抑制 改善小鼠中的α-突触核病和MPTP神经毒性; 2)Bach1介导的神经保护作用 机制涉及不同的细胞类型; 3)BACH1抑制或缺失可保护NRF2-NULL小鼠免受MPTP- 神经毒性; 4)神经保护的Bach1依赖性机制涉及NRF2依赖性的上调AS 以及NRF2独立的神经保护基因,而NRF2依赖性抗氧化剂元件 含有的基因对于NRF2依赖性机制至关重要。我们的研究将通过:1)影响该领域 提高对信号通路和下游神经保护事件的BACH1调制的理解 与PD的临床前模型有关; 2)验证一组新型的非电子Bach1抑制剂作为潜力 PD和突触核酸的治疗剂; 3)确定治疗干预的新目标。 目标1:将检验以下假设:遗传缺失和药物抑制Bach1可以预防 不同的黑质多巴胺能变性模式。目标2:将检验Bach1抑制的假设 在α-突触核疾病的小鼠模型中减弱了疾病的发展。目标3:将检验以下假设 Bach1抑制供词通过NRF2依赖性和NRF2独立的机制神经保护。

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Identification of a potent Nrf2 displacement activator among aspirin-containing prodrugs.
  • DOI:
    10.1016/j.neuint.2021.105148
  • 发表时间:
    2021-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Gaisina IN;Hushpulian DM;Gaisin AM;Kazakov EH;Ammal Kaidery N;Ahuja M;Poloznikov AA;Gazaryan IG;Thatcher GRJ;Thomas B
  • 通讯作者:
    Thomas B
Current perspective of mitochondrial biology in Parkinson's disease.
  • DOI:
    10.1016/j.neuint.2018.03.001
  • 发表时间:
    2018-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Ammal Kaidery N;Thomas B
  • 通讯作者:
    Thomas B
Bach1 derepression is neuroprotective in a mouse model of Parkinson's disease.
BACH1-Hemoxygenase-1 axis regulates cellular energetics and survival following sepsis.
  • DOI:
    10.1016/j.freeradbiomed.2022.06.005
  • 发表时间:
    2022-08-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Cai, Lun;Arbab, Ali S.;Lee, Tae Jin;Sharma, Ashok;Thomas, Bobby;Igarashi, Kazuhiko;Raju, Raghavan Pillai
  • 通讯作者:
    Raju, Raghavan Pillai
Structure-Activity Relationships and Transcriptomic Analysis of Hypoxia-Inducible Factor Prolyl Hydroxylase Inhibitors.
  • DOI:
    10.3390/antiox11020220
  • 发表时间:
    2022-01-24
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Poloznikov AA;Nikulin SV;Hushpulian DM;Khristichenko AY;Osipyants AI;Asachenko AF;Shurupova OV;Savin SS;Lee SH;Gaisina IN;Thatcher GRJ;Narciso A;Chang EP;Kazakov SV;Krucher N;Tishkov VI;Thomas B;Gazaryan IG
  • 通讯作者:
    Gazaryan IG
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