具有代谢调控功能新型旁分泌生长因子FGFs的发现及降糖机制研究

批准号:
81874323
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
黄志锋
依托单位:
学科分类:
H3507.代谢性疾病药物药理
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
周洁、Moosa Mohammadi、赵龙伟、温红、郭凯文、王璐瑶
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中文摘要
FGF作为重要的功能蛋白家族,其18个成员按结构和功能分为5个旁分泌和1个内分泌亚家族,长期认为旁分泌FGF功能主要为促细胞增殖和组织再生。但最新的研究报道以及申请人在前一个国自然支持下,研究发现旁分泌FGF1具有重要降糖功能,且FGF1引起的FGFR1c受体二聚化程度是控制其双重功能发挥的关键因素。基于此,本课题提出并拟解决两个问题:1)FGF1双重功能特征是否普遍存在于旁分泌FGF家族;2)旁分泌FGF发挥急慢性降糖的作用机制。针对问题1),本课题拟对旁分泌全家族进行筛选以获取代谢调控旁分泌FGFs成员谱并深入揭示该类FGFs共性特征;针对问题2),基于前期组织分布及功能特征分析,本课题重点聚焦肝脏靶点,拟从糖原合成和糖异生角度阐明其发挥急慢性降糖的作用机制。通过本课题实施,不仅可获取旁分泌FGF产生代谢调控功能共性特征,且为日益严峻的糖尿病治疗新靶点和新药物发现提供理论指引。
英文摘要
Fibroblast growth factor (FGF) is an important functional protein family. According to the structure and function, its 18 members are divided into 5 paracrine and 1 endocrine subfamily. For long time, the main function of paracrine FGF was considered for cell proliferation and tissue regeneration. However, the latest research and our study which was supported by NSFC, reported that paracrine FGF1 also has an important hypoglycemic function. Additionally, we demonstrated that the mitogenic and the metabolic activity of FGF1 can be uncoupled by surgically dampening FGF1-FGFR1c dimer stability. This enlightens us to propose two issues: 1) whether the dual functional features of FGF1 are prevalent in all paracrine FGF family members; and 2) how paracrine FGF exerts excellent acute and chronic hypoglycemic functions. For the first question, we plan to screen all paracrine family members to obtain the paracrine FGFs with metabolic regulation, and further reveal their common characteristics. For the second question, based on the previous analysis of tissue distribution and functional characteristics, we will focus on liver targets and intend to elucidate its mechanism of acute and chronic hypoglycemic effects from the aspects of glycogen synthesis and gluconeogenesis. Through this study, we can not only acquire the common features of paracrine FGFs with metabolic function, but also provide theoretical guides for the discovery of the new targets and drugs for the treatment of diabetes.
旁分泌FGF1具有重要降糖功能是近年来FGF领域的重要发现。因此,进一步探索FGF1的降糖能力是否普遍存在于旁分泌FGF家族具有重要的科学意义。课题组在本基金支持下,基于FGFR二聚化“阈值调控模型”(PNAS, 2020, 17;117(46):29025-29034),对旁分泌FGF家族成员的降糖能力进行筛选,并利用体外糖示踪技术揭示其降糖作用靶器官进而深入分析降糖机制。结果发现,旁分泌FGF4具有显著的降糖能力;骨骼肌是此类蛋白发挥糖代谢调控功能的主要靶器官;而进一步的机制研究表明,FGF4/FGF1通过激活骨骼肌中FGFR1c-Ca2+/CaMKK2-AMPKα信号通路,上调肌肉细胞GLUT4的蛋白表达和转位水平,增强骨骼肌中葡萄糖的摄取能力,从而发挥降糖效应,这一新的分子级联传递过程完全区别于经典胰岛素信号通路,为FGF调控血糖稳态但不导致低血糖的分子机理提供了科学解释(Nat Commun, 2021, 12(1):7256). 在开展FGF4抗2型糖尿病研究过程中,课题组还发现FGF4可通过激活FGFR4-CaMKK2-AMPK-Caspas6信号轴,对代谢性肝脏炎症进展及NASH相关肝纤维化的病理进展具有显著逆转功效。临床大样本分析,发现非酒精性脂肪肝进展与肝脏组织内源性FGF4的水平呈线性负相关;而肝脏缺失FGF4则会加重肥胖高脂饮食导致的肝脏变性和肝损伤(Hepatology, 2022, 76(4):1105-1120.)。除此之外,本项目还发现FGFR-CaMKK2-AMPK信号通路可介导旁分泌FGF及其改构体对糖尿病心肌病和肾病的改善作用,进一步明确了旁分泌FGF的抗糖尿病及其并发症药理学新功能(Signal Transduct Target Ther, 2021, 6(1):133; EBioMedicine, 2019, 48:462-477). 总之,本课题基于FGFR二聚化阈值模型,发现CaMKK2-AMPK信号是旁分泌FGF发挥糖脂代谢调控功能的关键分子事件,明确了FGFR调控糖尿病及其并发症的新功能,并据此提出了旁分泌FGF的新型药理学功效,鉴定出糖尿病及其并发症新“药源分子”—— FGF4。
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
FGF1(ΔHBS) prevents diabetic cardiomyopathy by maintaining mitochondrial homeostasis and reducing oxidative stress via AMPK/Nur77 suppression.
FGF1(Delta HBS) 通过维持线粒体稳态并通过 AMPK/Nur77 抑制减少氧化应激来预防糖尿病心肌病
DOI:10.1038/s41392-021-00542-2
发表时间:2021-03-24
期刊:Signal transduction and targeted therapy
影响因子:39.3
作者:Wang D;Yin Y;Wang S;Zhao T;Gong F;Zhao Y;Wang B;Huang Y;Cheng Z;Zhu G;Wang Z;Wang Y;Ren J;Liang G;Li X;Huang Z
通讯作者:Huang Z
FGF4 protects the liver from nonalcoholic fatty liver disease by activating the AMP-activated protein kinase-Caspase 6 signal axis
FGF4 通过激活 AMP 激活的蛋白激酶 - Caspase 6 信号轴来保护肝脏免受非酒精性脂肪肝疾病的影响
DOI:10.1002/hep.32404
发表时间:2022
期刊:Hepatology
影响因子:13.5
作者:Lintao Song;Luyao Wang;Yushu Hou;Jie Zhou;Chuchu Chen;Xianxi Ye;Wenliya Dong;Huan Gao;Yi Liu;Guanting Qiao;Tongtong Pan;Qiong Chen;Yu Cao;Fengjiao Hu;Zhiheng Rao;Yajing Chen;Yu Han;Minghua Zheng;Yongde Luo;Xiaokun Li;Yongping Chen;Zhifeng Huang
通讯作者:Zhifeng Huang
DOI:doi: 10.1002/hep.32404
发表时间:2022
期刊:Hepatology
影响因子:--
作者:Lintao Song;Luyao Wang;Yushu Hou;Jie Zhou;Chuchu Chen;Xianxi Ye;Wenliya Dong;Huan Gao;Yi Liu;Guanting Qiao;Tongtong Pan;Qiong Chen;Yu Cao;Fengjiao Hu;Zhiheng Rao;Yajing Chen;Yu Han;Minghua Zheng;Yongde Luo;Xiaokun Li;Yongping Chen;Zhifeng Huang
通讯作者:Zhifeng Huang
Paracrine-endocrine FGF chimeras as potent therapeutics for metabolic diseases
旁分泌-内分泌 FGF 嵌合体作为代谢疾病的有效治疗方法
DOI:10.1016/j.ebiom.2019.09.052
发表时间:2019
期刊:EBioMedicine
影响因子:11.1
作者:Longwei Zhao;Jianlou Niu;Huan Lin;Jing Zhao;Yang Liu;Zihui Song;Congshang Xiang;Xiaojie Wang;Yong Yang;Xiaokun Li;Moosa Mohammadi;Zhifeng Huang
通讯作者:Zhifeng Huang
Paracrine FGFs target skeletal muscle to exert potent anti-hyperglycemic effects.
旁分泌 FGF 以骨骼肌为目标,发挥有效的抗高血糖作用
DOI:10.1038/s41467-021-27584-y
发表时间:2021-12-14
期刊:Nature communications
影响因子:16.6
作者:Ying L;Wang L;Guo K;Hou Y;Li N;Wang S;Liu X;Zhao Q;Zhou J;Zhao L;Niu J;Chen C;Song L;Hou S;Kong L;Li X;Ren J;Li P;Mohammadi M;Huang Z
通讯作者:Huang Z
中枢给药 FGF4 持久缓解糖尿
病机制研究
- 批准号:DQ24H310001
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2024
- 负责人:黄志锋
- 依托单位:
下丘脑旁分泌生长因子FGF信号与血糖持久稳态
- 批准号:92057122
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:76.0万元
- 批准年份:2020
- 负责人:黄志锋
- 依托单位:
FGF-1体内双重调节功能及其在内分泌系统中的作用机制研究
- 批准号:81473261
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:黄志锋
- 依托单位:
FGF21通过抑制GSK-3β活性对糖尿病心肌病的保护作用研究
- 批准号:81102486
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:黄志锋
- 依托单位:
国内基金
海外基金
