甜菜碱的甲基供体作用及其对中老年人肌肉衰减的影响和机制探讨

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    81773415
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    朱惠莲
  • 依托单位：
    中山大学
  • 学科分类：
    H3003.人类营养
  • 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

Sarcopenia is the main cause for high incidence of disability and death in the elderly. Betaine has been used in animal feeds to improve lean mass for a long time, but the role of betaine on muscle mass in humans is not clear. In the baseline survey of “Guangzhou Nutrition and Health Study”, we found that higher serum betaine correlated to larger proportion of lean mass (LM%), which suggest that betaine may help to prevent sarcopenia in the elderly. We carry out the present study in an established elderly cohort “Guangzhou Nutrition and Health Study”, which has been follow-up for 6 years. In this study, we will keep follow-up for 3 years, and explore the association of betaine with sarcopenia and the change of lean mass during a total 9-year period. Additionally, our previous research also demonstrated that betaine acts as a methyl donor in many pathways, including the methylation of homocysteine. Therefore, we use aged sarcopenia mice model to investigate the improved effects of betaine on muscle and to explore the protection effect through lowering homocysteine and the activation of IGF-1/PI3K/AKt/mTOR pathway. The results of this research may offer a new approach for preventing sarcopenia in the elderly.
肌肉衰减综合征是引起我国老年人失能、死亡风险增加的重要原因。甜菜碱添加到动物饲料用于提高瘦肉率的应用已久，但对人体肌肉的作用不明。我们的横断面调查发现血清甜菜碱水平高的中老年人身体瘦组织的构成比较高，提示甜菜碱有利于减缓中老年人肌肉衰减。我们首先利用已经建立并完成6年随访的“广州居民营养与健康研究队列”以及正在执行的国自然项目（81472966）中获得的数据，继续对队列随访3年以探讨甜菜碱与中老年人肌肉衰减的关联及与9年随访期间肌肉衰减变化的关系；此外，我们前期研究证实甜菜碱具有降同型半胱氨酸（Hcy）作用，我们通过老年肌肉衰减小鼠模型，确证甜菜碱干预对小鼠肌肉衰减的改善效果；并进一步探讨甜菜碱通过降Hcy及其硫代内酯，从而激活IGF-1/PI3K/Akt/mTOR信号通路，促进肌纤维形成及肌蛋白质合成，阐明甜菜碱减缓肌肉衰减的机制。本研究将为中老年人肌肉衰减防制开发新的食物资源开辟新途径

结项摘要

肌肉衰减综合征是引起我国老年人失能、死亡风险增加的重要原因。甜菜碱添加到动物饲料用于提高瘦肉率的应用已久，但对人体肌肉的作用不明。我们的横断面调查发现血清甜菜碱水平高的中老年人身体瘦组织的构成比较高，提示甜菜碱有利于减缓中老年人肌肉衰减。在本项目中，我们首先利用“广州居民营养与健康研究队列”探讨甜菜碱与中老年人肌肉衰减的关联及与随访期间肌肉衰减变化的关系。而后，通过老年肌肉衰减小鼠模型，确证甜菜碱干预对小鼠肌肉衰减的改善效果；并进一步探讨甜菜碱减缓肌肉衰减的机制。通过人群研究，我们明确了甜菜碱的摄入量和血清水平能维持中老年人的肌肉量，且在长期（6.2年）的随访中，随着甜菜碱的膳食摄入以及血清水平的增加，中老年人肌肉量的丢失量下降，肌衰症的发生风险也降低。通过动物实验，我们明确了甜菜碱干预能够增加老年小鼠的骨骼肌质量、力量和功能，维持骨骼肌的形态学，并且能够促进老年小鼠的肌蛋白合成；其中调控肌肉质量与功能的关键分子通路mTORC1信号通路在干预后发生了显著的上调。通过体外实验，我们发现甜菜碱能通过蛋氨酸循环，升高体内SAM水平，从而减轻mTORC1蛋白上游的复合体SAMTOR-KICSTOR-CASTOR抑制mTORC1信号通路，从而促进肌蛋白质合成，增加肌肉质量、力量和功能。本研究将为中老年人肌肉衰减防制开发新的食物资源开辟新途径.

项目成果

期刊论文数量（9）
专著数量（0）
科研奖励数量（3）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Amount Rather than Animal vs Plant Protein Intake Is Associated with Skeletal Muscle Mass in Community-Dwelling Middle-Aged and Older Chinese Adults: Results from the Guangzhou Nutrition and Health Study
中国社区中老年人的骨骼肌质量与摄入量而非动物蛋白和植物蛋白摄入量相关：广州营养与健康研究的结果
  • DOI：
    10.1016/j.jand.2019.03.010
  • 发表时间：
    2019-09-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF THE ACADEMY OF NUTRITION AND DIETETICS
  • 影响因子：
    4.8
  • 作者：
    Li, Cui-yu;Fang, Ai-ping;Zhu, Hui-lian
  • 通讯作者：
    Zhu, Hui-lian
Betaine Delayed Muscle Loss by Attenuating Samtor Complex Inhibition for mTORC1 Signaling Via Increasing SAM Level
甜菜碱通过增加 SAM 水平减弱 Samtor 复合物对 mTORC1 信号传导的抑制来延迟肌肉损失
  • DOI：
    10.1002/mnfr.202100157
  • 发表时间：
    2021-06-25
  • 期刊：
    MOLECULAR NUTRITION & FOOD RESEARCH
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Chen, Si;Lu, Xiao-Ting;Zhu, Hui-Lian
  • 通讯作者：
    Zhu, Hui-Lian
Dietary iron intake and the risk of type 2 diabetes mellitus in middle-aged and older adults in urban China: a prospective cohort study
中国城市中老年人膳食铁摄入量与2型糖尿病风险的前瞻性队列研究
  • DOI：
    10.1017/s0007114520005048
  • 发表时间：
    2021-10-14
  • 期刊：
    BRITISH JOURNAL OF NUTRITION
  • 影响因子：
    3.6
  • 作者：
    Li, Shu-Yi;Wang, Fan;Zhu, Hui-Lian
  • 通讯作者：
    Zhu, Hui-Lian
Dietary betaine intake is associated with skeletal muscle mass change over 3 years in middle-aged adults: the Guangzhou Nutrition and Health Study
膳食甜菜碱摄入量与中年人三年内骨骼肌质量变化相关：广州营养与健康研究
  • DOI：
    10.1017/s0007114520002433
  • 发表时间：
    2021-02-28
  • 期刊：
    BRITISH JOURNAL OF NUTRITION
  • 影响因子：
    3.6
  • 作者：
    Long, Jing-An;Zhong, Rong-Huan;Zhu, Hui-Lian
  • 通讯作者：
    Zhu, Hui-Lian
Trimethylamine N-oxide, a gut microbiota-dependent metabolite of choline, is positively associated with the risk of primary liver cancer: a case-control study.
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  • DOI：
    10.1186/s12986-018-0319-2
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Nutrition & metabolism
  • 影响因子：
    4.5
  • 作者：
    Liu ZY;Tan XY;Li QJ;Liao GC;Fang AP;Zhang DM;Chen PY;Wang XY;Luo Y;Long JA;Zhong RH;Zhu HL
  • 通讯作者：
    Zhu HL

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    朱惠莲

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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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