Investigating the role of mitochondrial dysfunction in the pathogenesis of retinal vascular diseases

研究线粒体功能障碍在视网膜血管疾病发病机制中的作用

基本信息

  • 批准号:
    10443059
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 41.88万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-08-01 至 2027-07-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY/ABSTRACT Angiogenesis is the process of blood vessel formation in which proliferating endothelial cells (ECs) sprout from preexisting vessels to extend a vascular network. Either impaired or excessive angiogenesis is associated with the pathogenesis of human retina diseases such as retinal hypovascular familial exudative vitreoretinopathy and hypervascular diabetic retinopathy. EC primarily uses the glycolysis pathway which is further enhanced during angiogenesis. Recent studies suggest that mitochondrial activity is critical for angiogenesis, but its mechanism is not entirely clear. We have investigated the angiogenic functions of three mitochondrial proteins with distinct activities - mitochondrial transcriptional factor (TFAM), respiratory complex IV component (COX10) and a mitochondrial redox protein thioredoxin 2 (TRX2). Our data show that: 1) silencing of Tfam, Cox10, or Trx2 in an in vitro 3D sprouting assay attenuates EC sprouting, which correlated with reduced EC proliferation, but not with ROS generation or EC apoptosis; 2) mice with an inducible deletion of Tfam, Cox10, or Trx2 exhibit retarded retinal vessel growth without penetration into the deep plexi at early ages (P5–P12), and this attenuated retinal sprouting was not correlated with mtROS production; 3) the three mutant mice develop arteriovenous malformations (AVM) with enhanced arterialization and microaneurysm formation in the microvessels at advanced ages (P12–P30). The hypovasculature and microaneurysm phenotypes resemble that of aged human retinas and human retinal vascular abnormalities such as Coats' disease, Leber's military aneurysms and familial exudative vitreoretinopathy (FEVR); 4) Furthermore, single-cell RNA-seq analyses of retinal ECs suggest that the three mutant mice have common EC clusters with reduced gene expression in angiogenic and metabolic pathways but increased TGFR signaling. Based on these data, we hypothesize that mitochondrial activity regulates common angiogenic and metabolic pathways (rather than ROS/apoptosis) in vascular growth and maturation. We propose the following specific aims: 1) To identify critical angiogenic and metabolic pathways in mitochondrial dysfunction-induced defects in retinal sprouting angiogenesis, AVM and microaneurysm formation as well as in retinal function; 2) To define how mitochondrial dysfunction regulates TGFR-Smad2/3 signaling; 3) To determine the role of the TGFR-Smad2/3 signaling in mitochondrial dysfunction-induced vascular retardation and malformation by pharmacological blockade and genetic deficiency. Our proposed study will define the mechanism by which mitochondrial activities regulate normal retinal vascular growth and maturation, and will provide a novel model and therapeutic intervention for human retinal vascular diseases associated with many pathological complications such as diabetes, hypertension and aging that can result in vision loss. 1
项目总结/摘要 血管生成是血管形成的过程,其中增殖的内皮细胞(EC)从血管中生长出来。 预先存在的血管来扩展血管网络。血管生成受损或过度与 人视网膜疾病如视网膜血管减少性家族性渗出性玻璃体视网膜病变和 糖尿病视网膜病变EC主要使用糖酵解途径,糖酵解途径在 血管生成最近的研究表明,线粒体活性是血管生成的关键,但其机制, 尚不完全清楚。我们研究了三种线粒体蛋白的血管生成功能, 活性-线粒体转录因子(TFAM),呼吸复合物IV组分(COX10)和 线粒体氧化还原蛋白硫氧还蛋白2(TRX2)。我们的数据表明:1)Tfam,Cox10或Trx 2在一个细胞中的沉默, 体外3D发芽试验减弱了EC发芽,这与EC增殖减少相关,但与 ROS生成或EC凋亡; 2)Tfam、Cox10或Trx 2可诱导缺失的小鼠表现出延迟的 在早期年龄(P5-P12),视网膜血管生长没有穿透到深丛中,这减弱了视网膜的 出芽与线粒体ROS的产生无关; 3)三种突变小鼠发生动静脉畸形 畸形(AVM),在微血管中动脉化增强和微动脉瘤形成, 高龄(P12-P30)。血管减少和微动脉瘤的表型与老年人相似 视网膜和人类视网膜血管异常,如Coats病、Leber军事动脉瘤和家族性 渗出性玻璃体视网膜病变(FEVR); 4)此外,视网膜EC的单细胞RNA-seq分析表明, 这三种突变小鼠具有共同的EC簇,在血管生成和代谢中的基因表达降低, 但增加了TGF β R信号通路。基于这些数据,我们假设线粒体活性 调节血管生长中常见的血管生成和代谢途径(而不是ROS/凋亡), 成熟我们提出以下具体目标:1)确定关键的血管生成和代谢途径 线粒体功能障碍诱导的视网膜出芽血管生成、AVM和微动脉瘤缺陷 2)明确线粒体功能障碍如何调节TGF β R-Smad2/3 3)确定TGF β R-Smad2/3信号在线粒体功能障碍诱导的细胞凋亡中的作用。 药物阻断和遗传缺陷导致的血管发育迟缓和畸形。我们提出的研究 将定义线粒体活动调节正常视网膜血管生长的机制, 成熟,并将为人类视网膜血管疾病提供新的模型和治疗干预 与许多病理并发症相关,如糖尿病、高血压和衰老, 视力丧失 1

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Jenny Huanjiao Zhou其他文献

Jenny Huanjiao Zhou的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Jenny Huanjiao Zhou', 18)}}的其他基金

Investigating the role of mitochondrial dysfunction in the pathogenesis of retinal vascular diseases
研究线粒体功能障碍在视网膜血管疾病发病机制中的作用
  • 批准号:
    10662463
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 41.88万
  • 项目类别:
Investigating the intracellular vesicle-mediated mechanism contributing to cerebral cavernous malformation
研究细胞内囊泡介导的脑海绵状血管瘤机制
  • 批准号:
    10372136
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 41.88万
  • 项目类别:
Investigating the intracellular vesicle-mediated mechanism contributing to cerebral cavernous malformation
研究细胞内囊泡介导的脑海绵状血管瘤机制
  • 批准号:
    10180204
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 41.88万
  • 项目类别:
Investigating the intracellular vesicle-mediated mechanism contributing to cerebral cavernous malformation
研究细胞内囊泡介导的脑海绵状血管瘤机制
  • 批准号:
    10591483
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 41.88万
  • 项目类别:

相似国自然基金

靶向递送一氧化碳调控AGE-RAGE级联反应促进糖尿病创面愈合研究
  • 批准号:
    JCZRQN202500010
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
对香豆酸抑制AGE-RAGE-Ang-1通路改善海马血管生成障碍发挥抗阿尔兹海默病作用
  • 批准号:
    2025JJ70209
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
AGE-RAGE通路调控慢性胰腺炎纤维化进程的作用及分子机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
甜茶抑制AGE-RAGE通路增强突触可塑性改善小鼠抑郁样行为
  • 批准号:
    2023JJ50274
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
蒙药额尔敦-乌日勒基础方调控AGE-RAGE信号通路改善术后认知功能障碍研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    33 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
LncRNA GAS5在2型糖尿病动脉粥样硬化中对AGE-RAGE 信号通路上相关基因的调控作用及机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
围绕GLP1-Arginine-AGE/RAGE轴构建探针组学方法探索大柴胡汤异病同治的效应机制
  • 批准号:
    81973577
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    55.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
AGE/RAGE通路microRNA编码基因多态性与2型糖尿病并发冠心病的关联研究
  • 批准号:
    81602908
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    18.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
高血糖激活滑膜AGE-RAGE-PKC轴致骨关节炎易感的机制研究
  • 批准号:
    81501928
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    18.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

I(eye)-SCREEN: A real-world AI-based infrastructure for screening and prediction of progression in age-related macular degeneration (AMD) providing accessible shared care
I(eye)-SCREEN:基于人工智能的现实基础设施,用于筛查和预测年龄相关性黄斑变性 (AMD) 的进展,提供可及的共享护理
  • 批准号:
    10102692
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 41.88万
  • 项目类别:
    EU-Funded
Inhibiting Neovascularization and Subretinal Fibrosis in Neovascular Age-Related Macular Degeneration
抑制新生血管性年龄相关性黄斑变性的新生血管形成和视网膜下纤维化
  • 批准号:
    10639785
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 41.88万
  • 项目类别:
Inhibition of melanogenesis in retinal pigment epithelium, a contributing factor in age-related macular degeneration
抑制视网膜色素上皮中的黑色素生成,这是年龄相关性黄斑变性的一个促成因素
  • 批准号:
    23K09052
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 41.88万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Deciphering the role of osteopontin in the aging eye and age-related macular degeneration
破译骨桥蛋白在眼睛老化和年龄相关性黄斑变性中的作用
  • 批准号:
    10679287
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 41.88万
  • 项目类别:
Evaluation of New Anti-inflammatory Treatments for Age-Related Macular Degeneration
年龄相关性黄斑变性的新型抗炎治疗方法的评价
  • 批准号:
    10642988
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 41.88万
  • 项目类别:
Progression of Early Atrophic Lesions in Age-related Macular degeneration
年龄相关性黄斑变性早期萎缩性病变的进展
  • 批准号:
    10635325
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 41.88万
  • 项目类别:
Cellular and molecular mechanisms of AIM2 and NLRP3 inflammasome activation in age-related macular degeneration
年龄相关性黄斑变性中 AIM2 和 NLRP3 炎症小体激活的细胞和分子机制
  • 批准号:
    10584110
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 41.88万
  • 项目类别:
Elucidation of roles of mast cells and macrophages in the pathogenesis of age-related macular degeneration
阐明肥大细胞和巨噬细胞在年龄相关性黄斑变性发病机制中的作用
  • 批准号:
    22H03243
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 41.88万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
AMD Mitochondria Modulate Expression of microRNA 135b-5p and 148a-3p in RPE Cybrids: Implications for Age-related Macular Degeneration
AMD 线粒体调节 RPE Cybrids 中 microRNA 135b-5p 和 148a-3p 的表达:对年龄相关性黄斑变性的影响
  • 批准号:
    10433610
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 41.88万
  • 项目类别:
Targeting the inflammatory response in age-related macular degeneration
针对年龄相关性黄斑变性的炎症反应
  • 批准号:
    10504138
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 41.88万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了