Activation of Nrf2 during embryonic development - mechanisms and consequences
胚胎发育过程中 Nrf2 的激活 - 机制和后果
基本信息
- 批准号:10589883
- 负责人:
- 金额:$ 51.15万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2016
- 资助国家:美国
- 起止时间:2016-06-01 至 2026-12-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AdolescentAgeAge of OnsetAnabolismAntioxidantsBeta CellBiological AssayBiological MarkersBiologyCell Culture TechniquesCell DeathCell MaturationCell physiologyCellsCharacteristicsChemical ExposureChemicalsClinicalComplexConfocal MicroscopyCysteineDataDefectDevelopmentDiabetes MellitusDiseaseDoseElderlyEmbryoEmbryonic DevelopmentEnvironmentEnvironmental ExposureExposure disparityExposure toFilmFructosamineFunctional disorderFundingFutureGlutathioneGoalsGuidelinesHealthHealth PolicyHumanHybridsImmunofluorescence ImmunologicImpairmentIndividualInsulinInterventionLaboratoriesLeadLifeLinkMediatingMetabolicMetabolic DiseasesMetabolic dysfunctionModelingNon-Insulin-Dependent Diabetes MellitusOrganogenesisOxidation-ReductionOxidative StressPancreasPathologicPlayPoly-fluoroalkyl substancesPost-Translational Protein ProcessingPrediabetes syndromePredispositionProductionProinsulinProteomicsPublic HealthPublicationsPublishingReactive Oxygen SpeciesReportingRoleScienceSignal PathwaySignal TransductionStressStructure of beta Cell of isletTechniquesTestingTimeTissuesToxic effectToxicant exposureTranscriptional ActivationTransgenic OrganismsTranslatingUncertaintyVariantWorkYouthZebrafishaqueouscellular resiliencechemical geneticsdevelopmental toxicologydisorder riskdisulfide bondembryo cellendocrine pancreas developmentepidemiology studyethnic minoritygenetic approachin vivoisletmalformationmutantnoveloxidationpersistent organic pollutantspreventreceptor bindingresilienceresponsesingle-cell RNA sequencingstressortoxicanttranscription factor
项目摘要
Abstract
Early life stage exposures to toxicants can result in islet malformations, which may predispose individuals to
diabetes. The glutathione redox microenvironment plays fundamental roles in embryonic development and cell
signaling, perturbation of which can result in functional or structural alterations that only become apparent with
subsequent stress or age. Surprisingly little is known about how embryos respond to oxidative stress, or the
impact of toxicant exposures on pancreatic β-cell development. This project takes a multi-level approach using
state-of-the-art techniques to elucidate the complex pathophysiological mechanisms by which exposures to
Per-and-polyfluoroalkyl substances (PFAS) that cause oxidative stress derail islet development, and the
consequences for β-cell function. We test the central hypothesis that deviations from the GSH redox
microenvironment and aberrant activation of the transcription factor Nrf2- at the wrong place and the wrong
time- impair β-cell development and function. There are three overarching goals of this project: 1) to deepen
our understanding of the role of Nrf2 activation in embryonic β-cells and islet development; 2) ascertain the
impact of PFAS on insulin biosynthesis; and 3) identify β-cell fragility and bioindicators of later-life metabolic
impacts that can be translated to human health. We will use transgenic zebrafish, confocal microscopy and
immunofluorescence, redox proteomics and insulin misfolding assays, and cultured β-cells to investigate
exposures to two common PFAS (PFOS, PFHxS), and a legacy aqueous film-forming foam (AFFF). This work
will have a sustained and powerful impact on the fields of developmental toxicology, redox biology, and the
developmental origins of health and disease and provides critical advances towards developing science-based
PFAS guidelines, targets for clinical interventions, and public health policies.
摘要
生命早期接触有毒物质会导致胰岛畸形,这可能使个人容易患上
糖尿病。谷胱甘肽氧化还原微环境在胚胎发育和细胞发育中起着重要作用
信号,其扰动会导致功能或结构的改变,只有在
随后的压力或年龄。令人惊讶的是,人们对胚胎如何应对氧化应激知之甚少
毒物暴露对胰腺β细胞发育的影响。该项目采用多层次的方法,使用
最先进的技术来阐明接触辐射的复杂病理生理机制
全氟和多氟烷基物质(PFAS)会引起氧化应激,使胰岛发育脱轨,
对β-CELL函数的影响。我们检验了中心假设,即偏离GSH氧化还原
微环境与转录因子Nrf2在错误位置和错误位置的异常激活
时间-损害β细胞的发育和功能。这个项目有三个首要目标:1)深化
我们对NRF2激活在胚胎β细胞和胰岛发育中的作用的理解;2)确定
全氟辛烷磺酸对胰岛素生物合成的影响;以及3)确定β细胞的脆性和生命后期代谢的生物指标
可以转化为对人类健康的影响。我们将使用转基因斑马鱼、共聚焦显微镜和
免疫荧光、氧化还原蛋白质组学和胰岛素错误折叠分析,以及培养的β细胞
暴露于两种常见的全氟辛烷磺酸(全氟辛烷磺酸、全氟辛烷磺酸)和一种传统的水性成膜泡沫(AFFF)。这部作品
将对发育毒理学、氧化还原生物学和
健康和疾病的发展起源,并为发展以科学为基础的
PFAS指南、临床干预目标和公共卫生政策。
项目成果
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专著数量(0)
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