转录辅激活因子PGC1β介导的高糖诱导团头鲂线粒体功能损伤机制研究

批准号:
31872576
项目类别:
面上项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
李向飞
依托单位:
学科分类:
C1905.水产动物营养与饲料学
结题年份:
2020
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
迟骋、徐超、郑肖川、王冰柯、施华娟、张丽
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
糖类是最廉价的能量物质,但鱼类对其利用率较低。日粮中过高糖水平导致鱼体代谢紊乱,并诱发多种营养代谢病。前期研究发现,鱼体糖代谢紊乱与线粒体功能损伤有关,且PGC1β在鱼体线粒体生物合成及功能调控中发挥重要作用,但潜在机制尚不明确。基于此,本项目利用基因沉默技术明确PGC1β在团头鲂肝细胞线粒体生物合成及功能调控中的作用。在此基础上,探讨AMPK介导的磷酸化修饰对PGC1β活性的调节作用以及PGC1β对NRF1活性的调节作用,并确定NRF1下游分子,进而明确PGC1β调节线粒体功能的途径。此外,结合体内、外试验,通过高糖诱导肝细胞线粒体功能损伤,初步阐明PGC1β介导的高糖诱导团头鲂线粒体功能损伤机理。上述研究可以初步阐明高糖诱导鱼体糖代谢紊乱的机理,部分揭示鱼类糖代谢障碍分子机制,并为高糖饲料在水产养殖中的应用提供参考。
英文摘要
Carbohydrates are the cheapest energy source for fish. However, unlike the case of mammals, fish appears to have a limited capability to use dietary carbohydrate for energy purposes. High-carbohydrate diets usually results in metabolic disorders of fish, as inevitably leads to nutritional and metabolic diseases. Our previous studies suggested that this might be ascribed to the mitochondrial dysfunction of fish. In addition, we found that peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator-1β (PGC1β) is closely involved in the mitochondrial biogenesis and function of fish. However, the potential mechanisms are still poorly understood. Bearing this in mind, using Megalobrama amblycephala as the target animal, the present study aims to 1) ascertain the roles of PGC1β in the mitochondrial biogenesis and function in hepatocytes in vitro through RNA interference; 2) illustrate the activation mechanisms of PGC1β through the phosphorylation mediated by AMP-activated protein kinase (AMPK) ; 3) investigate the activation mechanisms of nuclear respiration factor 1 (NRF1) through the transcriptional regulation of PGC1β ; 4) identify the target molecules of NRF1 ; and 5) alter the mitochondrial biogenesis and function in hepatocytes through glucose manipulations, and investigate the potential mechanisms mediated by the AMPK-PGC1β-NRF1 pathway. The results obtained here will partly illustrate the potential mechanisms by which PGC1β regulates the mitochondrial function of blunt snout bream Megalobrama amblycephala fed high-carbohydrate diets. It will also facilitate our understanding of the carbohydrate utilization by fish, as would benefit the development and application of high-carbohydrate feed in the aquaculture industry.
糖类是最廉价的能量物质,但鱼类对其利用率较低。日粮中过高糖水平导致鱼体代谢紊乱,并诱发多种营养代谢病。研究发现,鱼体糖代谢紊乱与线粒体功能损伤有关,且PGC1β在其中发挥重要作用,但潜在机制尚不明确。基于此,本项目进行了如下研究:1)克隆出了团头鲂PGC1α与PGC1β的核心序列,确定了其功能位点及保守性,并明确了其在鱼体糖代谢及线粒体功能调控中的作用;2)探讨了干扰AMPK活性对PGC1β和NRF1蛋白表达的影响,初步明确了PGC1β调控鱼体线粒体生物合成的分子途径;3)使用羰基氰化物间氯苯腙诱导团头鲂线粒体稳态失衡,建立了鱼体线粒体功能损伤模型,明确了相关分子机制,并进一步验证了2)中确定的分子途径;4)通过动态采样,研究了高糖胁迫对团头鲂生长性能、线粒体生物合成与功能及糖脂代谢的影响,明确了高糖诱导鱼体线粒体功能损伤及代谢紊乱的分子机制;5)研究了二甲双胍对高糖胁迫团头鲂生长性能、线粒体生物合成及功能的影响,明确了其改善鱼体代谢机能的分子机制,为鱼体线粒体靶向营养调控物的研发奠定了基础;6)比较研究了硫胺素及其脂溶性衍生物-苯磷硫胺对高糖胁迫团头鲂生长性能、线粒体生物合成与功能及糖代谢的影响,开发出了安全、高效型鱼体线粒体靶向营养素;7)探讨了饲料中不同生、熟淀粉配比对团头鲂生长性能、线粒体功能和糖脂代谢的影响,确定了饲料中适宜的淀粉糊化程度,为高糖饲料中淀粉源的科学确定奠定了基础; 8)研究了饲料中不同糖水平及脂肪源对团头鲂线粒体生物合成及功能的影响,确定了二者的适宜配比,为高糖饲料配发优化及其科学配置提供了技术支持;9)研究了限饲对高糖胁迫团头鲂生长性能、氧化应激、炎症反应和糖脂代谢的影响,明确了能量限制改善鱼体代谢机能的分子机制,开发出了高糖饲料的科学投喂技术。上述研究初步阐明了PGC1β介导的高糖诱导团头鲂线粒体功能损伤的分子机制,筛选出了高效安全型鱼体线粒体靶向营养素-苯磷硫胺,确定了高糖饲料中的适宜淀粉源及脂肪源,并开发出高糖饲料科学投喂技术。相关结果部分阐明了鱼体糖代谢障碍的分子机制,改善了鱼体对饲料中糖类物质的利用率,降低了饲料成本,进而促进了我国淡水鲤科鱼类养殖业的健康、集约化发展。
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
Nicotinamide improves the growth performance, intermediary metabolism and glucose homeostasis of blunt snout bream Megalobrama amblycephala fed high-carbohydrate diets
烟酰胺改善高碳水化合物饮食的团头鲂的生长性能、中间代谢和葡萄糖稳态
DOI:10.1111/anu.13088
发表时间:2020
期刊:Aquaculture Nutrition
影响因子:3.5
作者:Shi Hua-Juan;Li Xiang-Fei;Xu Chao;Zhang Dingdong;Zhang Li;Xia Si-Lei;Liu Wenbin
通讯作者:Liu Wenbin
Regulation of mitochondrial biosynthesis and function by dietary carbohydrate levels and lipid sources in juvenile blunt snout bream Megalobrama amblycephala
团头鲂幼鱼膳食碳水化合物水平和脂质来源对线粒体生物合成和功能的调节
DOI:10.1016/j.cbpa.2018.08.008
发表时间:2019
期刊:Comparative Biochemistry and Physiology A-Molecular & Integrative Physiology
影响因子:2.3
作者:Li Xiang Fei;Wang Bing Ke;Xu Chao;Shi Hua Juan;Zhang Li;Liu Jia Dai;Tian Hong Yan;Liu Wen Bin
通讯作者:Liu Wen Bin
Restricted feeding benefits the growth performance and glucose homeostasis of blunt snout bream Megalobrama amblycephala fed high-carbohydrate diets
限制饲喂有利于高碳水化合物饮食的团头鲂的生长性能和葡萄糖稳态
DOI:10.1016/j.aqrep.2020.100513
发表时间:2020-11
期刊:Aquaculture Reports
影响因子:3.7
作者:Xu CXhao;Liu Wen-Bin;Wang Bing-Ke;Li Xiang-Fei
通讯作者:Li Xiang-Fei
Feeding restriction alleviates high carbohydrate diet-induced oxidative stress and inflammation of Megalobrama amblycephala by activating the AMPK-SIRT1 pathway
饲喂限制通过激活 AMPK-SIRT1 通路减轻高碳水化合物饮食诱导的团头鲂氧化应激和炎症
DOI:10.1016/j.fsi.2019.06.057
发表时间:2019
期刊:Fish & Shellfish Immunology
影响因子:4.7
作者:Xu Chao;Liu Wen Bin;Remo Sofie Charlotte;Wang Bing Ke;Shi Hua Juan;Zhang Li;Liu Jia Dai;Li Xiang Fei
通讯作者:Li Xiang Fei
DOI:--
发表时间:--
期刊:中国水产科学
影响因子:--
作者:徐超;刘文斌;李远友;谢帝芝;丁志荣;李向飞
通讯作者:李向飞
基于mMg2+稳态研究高糖致鱼体线粒体功能障碍机制
- 批准号:32373144
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2023
- 负责人:李向飞
- 依托单位:
RNA结合蛋白QKI调控团头鲂糖异生作用的分子机制研究
- 批准号:31602173
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:李向飞
- 依托单位:
国内基金
海外基金
