Tubby调控miR-195介导低剂量慢性铜暴露致Alzheimer病神经退化的机制研究

批准号:
81673134
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
杨细飞
依托单位:
学科分类:
H3001.环境卫生
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
李宏莲、吕子全、陈效、幸仁忠、何开武、张艳玲、孙倩
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中文摘要
阿尔茨海默病(AD)是危害人类健康的重大疾病。铜暴露是促发AD的关键环境因素。铜暴露(尤其低剂量)对AD特征性病变-凋亡性神经退化的影响未见报道。本课题组前期研究发现:低剂量慢性铜暴露诱导AD神经退化,上调tubby转录因子及miR-195;抑制tubby下调miR-195表达,抑制miR-195显著改善铜致AD神经退化。生物信息学分析发现,tubby与pre-miR-195,miR-195与经典瞬时受体电位通道蛋白1(TRPC1)基因均存在结合位点。因此,我们推测:低剂量铜暴露,通过增加脑内tubby/pre-miR-195基因启动子的结合, 上调miR-195表达,miR-195靶向下调TRPC1表达,激发内质网应激,导致AD神经退化。本项目拟采用基因长效抑制和过表达、染色质免疫共沉淀等手段,阐明低剂量铜暴露促进AD神经退化的表观遗传学调控机制,为AD的防治提供新的策略和药物开发靶点。
英文摘要
Alzheimer’s disease (AD) is a common neurodegenerative disease with severe health impact. Copper may be a key environmental factor contributing to the development of AD. However, the effects of copper exposure (especially low-dose) on AD characteristic pathology-apoptotic neurodegeneration remain elusive. Our preliminary study has demonstrated that trace amount of copper in drinking water (below the copper standard in drinking water set by The U.S. Environmental Protection Agency) caused apoptotic neurodegeneration of hippocampal neurons of AD transgenic mice with concurrent up-regulation of transcriptional factor tubby and miR-195. Inhibition of tubby down-regulated the expression of miR-195, and inhibition of miR-195 expression prevented neurodegeneration in AD caused by low-dose chronic copper exposure. Informatics analysis revealed that there are binding sites between tubby and pre-miR-195 gene, and transient receptor potential canonical type 1 (TRPC1) may be an ideal target gene of miR-195. These findings lead us to raise a hypothesis as follows: low-dose chronic copper exposure may promote the binding of tubby with promoter of pre-miR-195 gene, and therefore up-regulate the expression of miR-195; the latter would down-regulate the expression of its target gene TRPC1, thereby triggering endoplasmic reticulum (ER) stress. ER stress would therefore result in neurodegeneration in AD. We will use the techniques such as recombinant adeno-associated virus (rAAV)-mediated long-term silencing and over-expression of genes and chromatin immunoprecipitation to elucidate the epigenetic regulatory mechanisms by which copper exposure caused neurodegeneration in AD. The accomplishment of this project would be expected to provide new strategies for the prevention and treatment of AD as well as novel molecular targets for the development of AD drugs.
阿尔茨海默病(AD)是危害人类健康的重大疾病。铜暴露是促发AD的关键环境因素。铜暴露(尤其低剂量)对AD特征性病变-凋亡性神经退化的影响未见报道。通过国自然面上项目4年的资助,本项目取得以下主要发现:.1、低剂量慢性铜暴露导致早期阶段AD小鼠海马组织铜蓄积;2、低剂量铜暴露导致3xTg-AD小鼠海马显著的氧化损伤(γH2A.X和8-OHdG的水平升高)、显著降低线粒体ATP的含量;3、低剂量慢性铜暴露诱导AD神经退化/海马神经元细胞凋亡,上调tubby转录因子及miR-195抑制tubby下调miR-195表达,抑制miR-195显著改善铜致AD神经退化;4、miR-195与经典瞬时受体电位通道蛋白1(TRPC1)基因是miR-195调控的靶基因,并证实TRPC1 缺失诱导神经细胞凋亡显著增加。敲除TRPC1基因会导致小鼠蛋白质表达显著变化,TRPC1缺失通过干扰包括ER功能,氧化应激和凋亡相关信号在内的多种生物过程而导致神经元丢失或者凋亡;6、此外,我们也发现,低剂量的铜暴露可显著改变野生小鼠和AD转基因小鼠海马蛋白表达谱和磷蛋白表达谱的变化,并揭示了导致AD病理及行为学损伤的关键蛋白。低剂量的铜暴露可引起显著线粒体损伤及线粒体蛋白表达谱的显著改变,结合TRPC1对(线粒体)钙信号通路的调节机制,提示tubby/miR-195/TRPC1通路的异常可能是低剂量铜暴露增加AD发病风险的关键机制。本项目阐明了低剂量铜暴露促进AD神经退化的表观遗传学调控机制,为AD的防治提供新的策略和药物开发靶点。项目按照预期计划完成研究内容,取得以下主要成绩:目前已发表相关SCI论文6篇(通讯作者),获得科技奖项2项,获得发明专利1项。本项目共培养硕士研究生6名,培养博士后1名(出站)。承办国际会议1次(“神经退行性疾病的预防-从基础到临床国际学术会议”(会议网址:http://icpnd.szpma.org.cn/))。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Low-dose oral copper treatment changes the hippocampal phosphoproteomic profile and perturbs mitochondrial function in a mouse model of Alzheimer's disease
低剂量口服铜治疗改变阿尔茨海默氏病小鼠模型的海马磷酸蛋白质组谱并扰乱线粒体功能
DOI:10.1016/j.freeradbiomed.2019.03.002
发表时间:2019-05-01
期刊:FREE RADICAL BIOLOGY AND MEDICINE
影响因子:7.4
作者:Chen, Chongyang;Jiang, Xin;Yang, Xifei
通讯作者:Yang, Xifei
TRPC1 Deletion Causes Striatal Neuronal Cell Apoptosis and Proteomic Alterations in Mice.
TRPC1 缺失导致小鼠纹状体神经元细胞凋亡和蛋白质组改变
DOI:10.3389/fnagi.2018.00072
发表时间:2018
期刊:Frontiers in aging neuroscience
影响因子:4.8
作者:Wang D;Yu H;Xu B;Xu H;Zhang Z;Ren X;Yuan J;Liu J;Guo Y;Spencer PS;Yang X
通讯作者:Yang X
DOI:10.1093/toxsci/kfy082
发表时间:2018-07
期刊:Toxicological Sciences
影响因子:3.8
作者:Yu H;Jiang X;Lin X;Zhang Z;Wu D;Zhou L;Liu J;Yang X
通讯作者:Yang X
Mitochondrial proteomic alterations caused by long-term low-dose copper exposure in mouse cortex
小鼠皮层长期低剂量铜暴露引起的线粒体蛋白质组改变
DOI:10.1016/j.toxlet.2016.10.009
发表时间:2016-11-30
期刊:TOXICOLOGY LETTERS
影响因子:3.5
作者:Lin, Xuemei;Wei, Gang;Yang, Xifei
通讯作者:Yang, Xifei
Proteomic Profiles of the Early Mitochondrial Changes in APP/PS1 and ApoE4 Transgenic Mice Models of Alzheimer's Disease
阿尔茨海默病 APP/PS1 和 ApoE4 转基因小鼠模型早期线粒体变化的蛋白质组学谱
DOI:10.1021/acs.jproteome.9b00136
发表时间:2019-06-01
期刊:JOURNAL OF PROTEOME RESEARCH
影响因子:4.4
作者:He, Kaiwu;Nie, Lulin;Li, Shupeng
通讯作者:Li, Shupeng
脂联素信号失调抑制脂质自噬介导高脂致阿尔茨海默病记忆损伤的机制及小分子药物干预
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:48万元
- 批准年份:2024
- 负责人:杨细飞
- 依托单位:
MEF2激活剂T-006对阿尔茨海默病的神经保护作用及机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55万元
- 批准年份:2021
- 负责人:杨细飞
- 依托单位:
PKR激活在铜致空间记忆损伤中的作用及机制研究
- 批准号:81102154
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:21.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:杨细飞
- 依托单位:
国内基金
海外基金
