硫辛酸合成关键酶HTD2在2型糖尿病中的作用及机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31770917
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0503.细胞感应与环境生物物理
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Insulin resistance (IR) is the common pathogenesis of metabolic syndrome such as Type 2 Diabetes. Current opinions suggest that mitochondrial dysfunction is a major etiological factor in IR. α-Lipoic acid (α-LA) is a natural antioxidant, which has a critical role in mitochondrial function and energy metabolism because of its function as an essential cofactor of pyruvate dehydrogenase and α-ketoacid dehydrogenases. Mitochondrial 3-hydroxyacyl thioester dehydratase 2 (HTD2), a highly conserved enzyme in eukaryotes, is a member of the mitochondrial fatty acid synthase II that is involved in the synthesis of octanoic acid, the precursor of α-LA, and longer chain fatty acids. According to our preliminary data, HTD2 is associated with metabolic syndrome. Deficiency of HTD2 leads to mitochondrial dysfunction, increased level of reactive oxygen species, and declined insulin sensitivity. Therefore, we propose that HTD2 may play an important role in metabolic syndrome progression through regulation of α-LA synthesis to affect mitochondrial function, leading to the development of type 2 diabetes. This proposal will focus on the role of HTD2 in IR with cellular and animal models using knockout and over expression techniques. The research will provide evidence of the function and mechanism of HTD2 in IR and new target and strategy for prevention and treatment of type 2 diabetes.
胰岛素抵抗是2型糖尿病的核心病理基础,而活性氧增多所致的线粒体功能障碍是推动胰岛素抵抗的重要因素之一。作为天然抗氧化剂和丙酮酸脱氢酶及α-酮戊二酸脱氢酶的辅酶,硫辛酸在清除自由基、维持线粒体功能中发挥重要作用。线粒体脂肪酸合成途径FASII通路可以合成硫辛酸前体和其它长链脂肪酸,线粒体3-羟烷基硫酯脱水酶2(HTD2)是FASII通路中的一员,在真核生物中高度保守。我们前期探索发现,HTD2与2型糖尿病紧密相关:HTD2敲低引起线粒体功能障碍、活性氧升高及胰岛素敏感性降低,提示HTD2可能通过影响硫辛酸合成来调控线粒体功能进而参与2型糖尿病发生发展。本课题拟通过胰岛素抵抗的细胞和动物模型结合基因操作手段对HTD2的生物学功能进行深入探讨,明确其在胰岛素抵抗中的作用机制,并为2型糖尿病的防治提供新的靶点或策略。

结项摘要

胰岛素抵抗是2型糖尿病的核心病理基础,而活性氧增多所致的线粒体功能障碍是推动胰岛素抵抗的重要因素之一。作为天然抗氧化剂和丙酮酸脱氢酶及α-酮戊二酸脱氢酶的辅酶,硫辛酸在清除自由基、维持线粒体功能中发挥重要作用。线粒体脂肪酸合成途径FASII通路可以合成硫辛酸前体和其它长链脂肪酸,线粒体3-羟烷基硫酯脱水酶2(HTD2)是FASII通路中的一员,在真核生物中高度保守。我们研究发现,肥胖及糖尿病模型小鼠脂肪组织中Htd2基因表达显著下降,FASII通路受到抑制;脂肪细胞中Htd2缺失诱发线粒体功能紊乱,导致细胞胰岛素抵抗;α-LA的补充可以改善Htd2缺失所引起的线粒体功能障碍以及细胞胰岛素抵抗;小鼠脂肪组织中Htd2的缺失导致了小鼠寿命缩短及运动功能障碍。我们发现HTD2与代谢综合征的发病紧密相关,它的表达降低能够引起线粒体功能障碍、活性氧升高以及细胞对胰岛素敏感性下降。同时我们认为HTD2可能通过α-LA合成的改变来影响线粒体氧化应激水平,从而参与胰岛素敏感性调控和代谢综合征的发生发展。

项目成果

期刊论文数量(24)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Aqueous extract of Houttuynia cordata ameliorates aortic endothelial injury during hyperlipidemia via FoxO1 and p38 MAPK pathway
鱼腥草水提取物通过 FoxO1 和 p38 MAPK 通路改善高脂血症期间的主动脉内皮损伤
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2019-11
  • 期刊:
    Journal of Functional Foods
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Liu Xuyun;Cao Ke;Lv Weiqiang;Liu Jing;Gao Jing;Wang Yan;Qin Chuan;Liu Jianshu;Zang Weijin;Liu Jiankang
  • 通讯作者:
    Liu Jiankang
Fine particulate matter inhibits phagocytosis of macrophages by disturbing autophagy
细颗粒物通过干扰自噬抑制巨噬细胞的吞噬作用
  • DOI:
    10.1096/fj.202000657r
  • 发表时间:
    2020-10-30
  • 期刊:
    FASEB JOURNAL
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Li, Ying;Yong, Yu-Le;Chang, Ying
  • 通讯作者:
    Chang, Ying
High ratio of ω-3/ω-6 polyunsaturated fatty acids targets mTORC1 to prevent high-fat diet-induced metabolic syndrome and mitochondrial dysfunction in mice
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  • DOI:
    10.1016/j.jnutbio.2019.108330
  • 发表时间:
    2020-05-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF NUTRITIONAL BIOCHEMISTRY
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Liu, Run;Chen, Lei;Liu, Jiankang
  • 通讯作者:
    Liu, Jiankang
Proinflammatory macrophages impair skeletal muscle differentiation in obesity through secretion of tumor necrosis factor-alpha via sustained activation of p38 mitogen-activated protein kinase
促炎性巨噬细胞通过持续激活 p38 丝裂原激活蛋白激酶分泌肿瘤坏死因子-α,从而损害肥胖患者的骨骼肌分化
  • DOI:
    10.1002/jcp.27012
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Cellular Physiology
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Wang Xueqiang;Zhao Daina;Cui Yajuan;Lu Shemin;Gao Dan;Liu Jiankang
  • 通讯作者:
    Liu Jiankang
SOD3 Is Secreted by Adipocytes and Mitigates High-Fat Diet-Induced Obesity, Inflammation, and Insulin Resistance
SOD3 由脂肪细胞分泌,可减轻高脂饮食引起的肥胖、炎症和胰岛素抵抗。
  • DOI:
    10.1089/ars.2018.7628
  • 发表时间:
    2020-01-20
  • 期刊:
    ANTIOXIDANTS & REDOX SIGNALING
  • 影响因子:
    6.6
  • 作者:
    Gao, Dan;Hu, Sijun;Liu, Jiankang
  • 通讯作者:
    Liu, Jiankang

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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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