程序性细胞死亡分子5(PDCD5)调控心肌肥厚的作用及作用机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81873457
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0201.心脏结构、功能与发育异常
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Cardiac hypertrophy is an adaptive response of the heart to diverse pathological stimuli. Compensatory hypertrophy allows the heart to preserve fundamental function and blood circulation; however, sustained hypertrophy is a risk factor of cardiac arrhythmia, heart failure, and sudden death. Thus, the heart must develop an intrinsic defense mechanism to prevent excessive cardiomyocyte hypertrophy. Undoubtedly, the exploration of endogenous hypertrophic suppressors has important implications for the development of therapeutic strategies against cardiac hypertrophy. The programmed cell death 5 (PDCD5) was initially identified as an apoptosis accelerator/enhancer and was later found to be involved in the pathogenesis of various diseases, such as human tumors, autoimmune diseases, inflammatory diseases, influenza, and cerebral ischemia/reperfusion injury. However, the function of PDCD5 in the heart is not yet clear. By generating a cardiac-specific Pdcd5 knockout mouse model (αMHC-Cre+/Pdcd5fl/fl), our preliminary results showed that PDCD5 deficiency in the heart causes severe hypertrophic cardiomyopathy and cardiac dysfunction. In contrast, PDCD5 protein is upregulated in transverse aortic constriction-mediated mouse hypertrophic hearts and PE-stimulated hypertrophic cardiomyocytes. Consistently, knockdown of PDCD5 by adeno-PDCD5 shRNA induces cardiomyocyte hypertrophy while PDCD5 overexpression by adeno-PDCD5 inhibits PE-stimulated cardiomyocyte hypertrophy, indicating that PDCD5 may serve as an endogenous hypertrophic suppressor and provide negative feedback to protect the heart from excessive hypertrophy. In the present study, we will investigate the role of PDCD5 in the pathogenesis of cardiac hypertrophy both in vitro and in vivo, and will reveal the underlying mechanisms.
心肌肥厚是心脏对多种病理性刺激的适应性反应。早期心肌肥厚可代偿性地维持有效心输出量,但持续发展的心肌肥厚最终会导致心衰。因此,心脏必然存在内在保护机制,防止心肌肥厚过度发展。程序性细胞死亡分子5(PDCD5)可促进细胞凋亡,也参与肿瘤等多种疾病的病理过程,但其心脏功能尚不明确。我们预实验发现,PDCD5基因心脏特异性敲除后,小鼠出现显著心脏肥厚;在心肌肥厚小鼠病理模型心脏组织以及肥大心肌细胞中,PDCD5蛋白显著上调。与此一致,心肌细胞中敲低PDCD5导致细胞肥大,而过表达PDCD5则抑制肥大因子诱导的心肌细胞肥大;提示PDCD5可能是心肌肥厚的负反馈抑制因子,在心肌肥厚发展过程中发挥重要作用。本课题拟在心肌细胞水平、心脏特异性PDCD5基因敲除小鼠模型、心肌肥厚小鼠病理模型,深入探讨PDCD5在心肌肥厚发生发展过程中的作用及分子机制,为抑制心肌肥厚过度发展探寻新的干预策略及治疗靶点。

结项摘要

程序性细胞死亡分子5(PDCD5)在人体各组织中广泛存在,尤其在心脏及骨骼肌中高表达,但其心脏功能尚未明确。我们发现肥厚心脏及心肌细胞中PDCD5水平显著升高;心肌特异性敲除Pdcd5基因后,小鼠出现严重心肌肥厚、心功能障碍;在心肌肥厚过程中,经典肥大信号NFAT与Pdcd5基因启动子区结合,激活Pdcd5基因表达;Pdcd5基因敲除后,心肌肌质网钙泵SERCA2a降解增加,细胞钙稳态失衡,细胞舒张功能障碍。此外,我们发现心肌纤维化患者血清中、在心梗后28天心肌纤维化小鼠模型中、以及成纤维细胞中PDCD5水平显著升高;在心脏成纤维细胞中敲低PDCD5可促进细胞分泌纤维化因子,过表达PDCD5则抑制纤维化刺激所致纤维化因子的分泌。心肌纤维化时,Smad3信号直接调控PDCD5基因表达;PDCD5蛋白可与组蛋白去乙酰化酶HDAC3相互作用,促进HDAC3泛素化,从而抑制HDAC3对心肌纤维化的调控;成纤维细胞特异性表达PDCD5转基因小鼠模型,心梗后心肌纤维化及心功能得到改善。我们的研究提示,在心肌肥厚及心肌纤维化过程中,PDCD5作为心脏内源性保护因子,抑制心肌肥厚及纤维化进一步发展恶化。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
程序性细胞死亡分子5(PDCD5)研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    生理科学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨丰赫;叶菁菁;郑铭
  • 通讯作者:
    郑铭
Abnormal mitochondrial structure and function are retained in gingival tissues and human gingival fibroblasts from patients with chronic periodontitis
慢性牙周炎患者的牙龈组织和人牙龈成纤维细胞中保留了异常的线粒体结构和功能
  • DOI:
    10.1111/jre.12941
  • 发表时间:
    2021-11-26
  • 期刊:
    JOURNAL OF PERIODONTAL RESEARCH
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Liu, Jia;Wang, Xiaoxuan;Luan, Qingxian
  • 通讯作者:
    Luan, Qingxian
Mitochondrial dynamics and inter-mitochondrial communication in the heart
心脏中的线粒体动力学和线粒体间通讯
  • DOI:
    10.1016/j.abb.2019.01.017
  • 发表时间:
    2019-03-15
  • 期刊:
    ARCHIVES OF BIOCHEMISTRY AND BIOPHYSICS
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Cao, Yang-Po;Zheng, Ming
  • 通讯作者:
    Zheng, Ming
Programmed cell death 5 improves skeletal muscle insulin resistance by inhibiting IRS-1 ubiquitination through stabilization of MDM2
程序性细胞死亡 5 通过稳定 MDM2 抑制 IRS-1 泛素化,改善骨骼肌胰岛素抵抗
  • DOI:
    10.1016/j.lfs.2021.119918
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Life Sciences
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Li Bo;Ye Jingjing;Liu Ruxia;Weng Lin;Cao Yangpo;Jia Shi;Xu Chunling;Liu Yingying;Yan Saifang;Zheng Ming
  • 通讯作者:
    Zheng Ming
FUNDC1-mediated mitophagy and HIF1a activation drives pulmonary hypertension during hypoxia
FUNDC1 介导的线粒体自噬和 HIF1a 激活在缺氧期间驱动肺动脉高压
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Cell Death & Disease
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Ruxia Liu;Ming Zheng
  • 通讯作者:
    Ming Zheng

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  • 通讯作者:
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王向东;陈新军;郝蕴;王月;赵金铭;孙华;郑铭;张罗
  • 通讯作者:
    张罗
模拟失重大鼠股动脉整合素αvβ3信号通路分子的表达变化及间断人工重力对抗的影响
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    蒋敏;吕强;刘焕;杨静;白云刚;程九华;郑铭;马进
  • 通讯作者:
    马进
失血性休克致急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征机制的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中华创伤杂志
  • 影响因子:
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  • 作者:
    王志伟;郑铭;王天兵
  • 通讯作者:
    王天兵

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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

        graph TD
          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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