课题基金 / 基金详情

甲状腺激素通过调控棕色脂肪GDF15影响机体能量代谢的作用及机制探讨

批准号:
82070821
项目类别:
面上项目
资助金额:
53.0 万元
负责人:
蒋晶晶
依托单位:
学科分类:
甲状腺、甲状旁腺及相关疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
蒋晶晶

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
甲状腺激素是维持基础代谢率的重要激素,生长分化因子15(GDF15)是调控代谢的重要分泌蛋白,两者均与能量代谢密切相关。近年来,随着对代谢调控网络认识的不断深入,发现甲状腺激素可通过分泌蛋白间接参与代谢的调控。我们前期研究发现,甲亢患者血清GDF15水平显著升高,治疗后明显下降;进一步在甲亢小鼠模型发现血清GDF15水平升高,棕色脂肪组织GDF15表达明显升高;体外实验结果表明,GDF15能增加棕色脂肪前体细胞增殖相关基因的表达、促进分化,并能提高成熟棕色脂肪细胞产热相关基因的表达。我们推测:甲状腺激素很可能通过调控棕色脂肪组织中的GDF15,促进棕色脂肪前体细胞的增殖、分化和棕色脂肪产热,进而影响全身的糖脂及能量代谢。本项目将综合运用人群队列,临床标本,模式动物,结合多种分子生物学手段,阐明棕色脂肪中GDF15在甲状腺激素主导的代谢调控网络中的重要作用,并为寻找肥胖防治的新靶点提供思路。
英文摘要
Thyroid hormone is a major regulator of basic metabolic rate, while growth differentiation factor (GDF15) is a secreted protein involved in metabolism, both of which are closely related to energy metabolism. In the past few years, with more understanding about the regulatory network of metabolism, it is increasingly recognized that thyroid hormone could indirectly get involved in metabolic control by influencing the production of certain secreted proteins. Our recent studies revealed elevated serum GDF15 levels in hyperthyroid patients, which lowered after normalization of thyroid status. This phenomenon was replicated in a hyperthyroid mouse model and dramatically elevated GDF15 transcription was observed in the brown adipose tissues. Ex vivo studies further indicated that GDF15 overexpression by lenti-virus transfection promoted the proliferation and differentiation of brown adipose progenitor cells, as well as the thermogenesis of differentiated brown adipocytes. We hypothesize that thyroid hormone might influence the whole body glycolipid and energy metabolism via regulating the production of GDF15 in brown adipocytes, promoting its progenitor proliferation, differentiation and thermogenesis. In this project, cohort study, clinical specimen, transgenic mouse models, and multiple molecular biological techniques will be utilized to delineate the role of GDF15 in a thyroid hormone-dominated regulatory network of metabolism, and also to identify novel targets for treating obesity.
甲状腺激素主导的代谢调控网络在人体能量代谢调控的过程中具有重要作用,而脂肪组织是甲状腺激素作用的主要靶器官之一。本项目研究了甲状腺激素(以T3为代表)对棕色脂肪组织(BAT)的作用,并探讨了对BAT产生GDF15的影响,还研究了T3对白色脂肪组织(WAT)的作用。我们发现:不论是临床的甲亢患者还是药物造模的甲亢小鼠,血清GDF15水平均明显升高,进一步分析甲亢小鼠的各个组织器官后发现,甲亢状态下BAT中的GDF15水平明显升高。GDF15能够增加BAT前体细胞增殖、促进分化,并能提高成熟BAT细胞产热能力,这些作用和T3对BAT的作用高度重叠,提示BAT在T3的刺激下产生的GDF15在局部发挥了重要作用。长时间的T3处理能够时间和剂量依赖性的提高小鼠BAT中脂肪祖细胞(APC)的数量及其所占的比例,使BAT的体积显著增大,产热能力显著增加。基于多个转基因小鼠的研究证实,T3对BAT促增殖作用主要依赖于APC中的TRα,而并不依赖于APC中的TRβ、以及成熟棕色脂肪细胞中的TRα。单细胞测序分析揭示了小鼠BAT中APC的异质性和层次轨迹,并进一步发现:T3可通过调控APC中的Myc转录表达,激活其下游糖酵解通路,并加快有丝分裂进程,从而实现BAT的扩增。在研究T3对WAT的作用时,我们发现TRβ是WAT细胞中主要的TR亚型,T3能够直接作用于TRβ,通过其下游效应因子ChREBP调控WAT细胞的葡萄糖和脂肪酸代谢(包括糖摄取、能量底物的选择、白色脂肪棕色化、以及UCP1依赖性和非依赖性产热等),进而影响全身的糖代谢、氧耗及基础代谢率。敲除脂肪细胞的TRβ会抑制ChREBP及其调控的下游代谢通路,从而加重高脂饮食诱导的代谢紊乱。由此可见,BAT中的TRα和WAT中的TRβ都是极具潜力的代谢干预靶点,靶向激活脂肪组织细胞中的TR也有望成为一种代谢性疾病的治疗策略。
甲状腺激素通过重塑肠道菌群影响机体能量代谢的作用和机制探讨
  • 批准号:
    82270828
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    蒋晶晶
  • 依托单位:
甲状腺激素通过上调Fetuin A促进胰岛素抵抗的作用及机制研究
  • 批准号:
    81471016
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    蒋晶晶
  • 依托单位:
国内基金
海外基金