脂肪酸通过促进线粒体自噬改善心衰的机制及应用

批准号:
31871146
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
张星
依托单位:
学科分类:
C1101.循环与血液生理
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
闫文俊、徐杰、韩佩君、王臻、侯作旭、郭永正、张敏、付子豪
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中文摘要
心衰发生发展过程中心肌对脂肪酸的利用降低并伴有线粒体损伤,新近发现通过膳食(高脂饮食)增加心肌对脂肪酸的利用对心衰具有改善作用。我们研究发现脂肪酸发挥心肌保护作用的机制与其改善线粒体质量有关。心衰时心肌对脂肪酸的利用降低致线粒体损伤,但损伤线粒体的清除(线粒体自噬)被抑制;增加心肌脂摄入显著改善线粒体质量,并促进线粒体自噬;离体实验结果表明脂肪酸能够促进ULK1向线粒体转位并增加线粒体自噬:提示脂肪酸可能通过ULK1促进线粒体自噬发挥心衰改善作用。本研究拟阐明脂肪酸促进心肌线粒体自噬的机制及其在心衰发生发展中的作用和在心衰防治中的应用:明确不同脂肪酸(包含酮体)及其代谢产物对心肌线粒体自噬的影响;阐明脂肪酸调控线粒体自噬的分子机制;明确脂肪酸调控线粒体自噬在心衰发生发展中的作用及探讨如何通过膳食干预心肌脂代谢改善心衰。本研究有望揭示脂肪酸改善心衰的机制,为从膳食角度防治心衰提供新线索。
英文摘要
Heart failure is characterized by reduced fatty acids (FA) utilization associated with mitochondrial dysfunction. Recent studies have shown that enhancing FA utilization through treatment with high fat diet exerts cardioprotection against heart failure. We recently found that FA exerts cardioprotection through improvement of mitochondrial quality in the failing heart. Heart failure was associated with mitochondrial dysfunction which was resulted from a decrease of cardiac FA utilization. However, mitophagy, a process for clearance of damaged mitochondria, was suppressed. Enhancing FA utilization improved mitochondrial quality and promoted mitophagy. In addition, FA increased mitophagy and ULK1 translocation into mitochondria in a dose-dependent manner in vitro. These results suggested that FA may protect the failing heart through ULK1-mediated mitophagy. Thus, our aim is to investigate the effects of FA on cardiac mitophagy and its underlying mechanisms and application in cardioprotection against heart failure. This study was designed to 1) examine the effects of different types of FA (including ketone body) and its metabolic products on cardiac mitophagy; 2) explore the underlying mechanisms of the regulation of mitophagy by FA; 3) examine the role of this regulation in the development of heart failure and search for new strategy for intervention of heart failure through diet. This study will elucidate a novel role of FA in the regulation of mitochondrial quality and its role in the development of heart failure, providing new clues for the intervention of heart failure through diet.
心衰发生发展过程中心肌对脂肪酸的利用降低并伴有线粒体损伤,我们前期研究发现高脂饮食通过增加心肌对脂肪酸的利用对心衰具有保护作用,其机制可能与脂肪酸代谢调控线粒体自噬有关。本课题旨在阐明脂肪酸代谢调控线粒体自噬的机制及如何通过干预心肌脂肪酸代谢防治心衰。主要进展包括:①发现心肌中脂肪酸代谢促进线粒体自噬并改善线粒体功能,其机制为脂肪酸代谢增加心肌细胞Parkin的表达,该过程是高脂饮食保护心衰的机制之一。然而,我们发现长期的高脂饮食喂养并不能增加心衰时心肌对脂肪酸的利用,反而加重心衰的发生发展,提示长期的高脂饮食并不是一种有效地促进心衰时心肌脂肪酸代谢的膳食策略。②发现时间限制性进食(TRF)是一种安全有效的促进心衰时心肌脂肪酸代谢的膳食方案,TRF促进心肌脂肪酸代谢的机制是其增加循环氨基酸水平并促进心肌尿素循环,心肌尿素循环产生的NO能有效改善心肌脂肪酸代谢。③发现运动可有效改善心血管脂肪酸代谢和氨基酸代谢,该效应是其裨益心血管健康的机制之一。运动可增强心血管对脂肪酸的利用,继而改善线粒体功能和促进血管新生。这些研究进展表明脂肪酸不仅是心血管系统的重要代谢底物,也可通过线粒体自噬调控线粒体功能。长期高脂饮食并不是一种高效安全的改善心衰时心肌脂肪酸代谢的膳食策略,而TRF和运动等健康生活方式可有效改善病理条件下心血管对脂肪酸的利用,是防治心血管疾病的更佳策略。
期刊论文列表
专著列表
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专利列表
Time-restricted feeding alleviates cardiac dysfunction induced by simulated microgravity via restoring cardiac FGF21 signaling
限时喂养通过恢复心脏 FGF21 信号传导缓解模拟微重力引起的心脏功能障碍
DOI:10.1096/fj.202001246rr
发表时间:2020
期刊:The FASEB Journal
影响因子:--
作者:Wang Xin-Pei;Xing Chang-Yang;Zhang Jia-Xin;Zhou Jia-Heng;Li Yun-Chu;Yang Hong-Yan;Zhang Peng-Fei;Zhang Wei;Huang Yin;Long Jian-Gang;Gao Feng;Zhang Xing;Li Jia
通讯作者:Li Jia
DOI:--
发表时间:2021
期刊:中国科学:生命科学
影响因子:--
作者:张星;李嘉;高峰
通讯作者:高峰
Exercise Enhances Branched-Chain Amino Acid Catabolism and Decreases Cardiac Vulnerability to Myocardial Ischemic Injury.
运动增强支链氨基酸分解代谢并降低心脏对心肌缺血性损伤的脆弱性
DOI:10.3390/cells11101706
发表时间:2022-05-20
期刊:Cells
影响因子:6
作者:
通讯作者:
Short-term but not long-term high fat diet feeding protects against pressure overload-induced heart failure through activation of mitophagy
短期而非长期高脂肪饮食喂养可通过激活线粒体自噬来预防压力超负荷引起的心力衰竭
DOI:10.1016/j.lfs.2021.119242
发表时间:2021-02-21
期刊:LIFE SCIENCES
影响因子:6.1
作者:Tan, Yanzhen;Li, Min;Gao, Feng
通讯作者:Gao, Feng
Temperature-dependent metabolite orchestration to acute submaximal exercise indicates cardiorespiratory fitness in humans
急性次最大运动的温度依赖性代谢协调表明人类的心肺健康
DOI:10.1016/j.lfs.2022.121284
发表时间:2022-12-17
期刊:LIFE SCIENCES
影响因子:6.1
作者:Hu, Yang;Zheng, Yao;Gao, Feng
通讯作者:Gao, Feng
“剪切力诱导微囊泡释放”在运动改善血管内皮功能中的作用及机制
- 批准号:32371178
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2023
- 负责人:张星
- 依托单位:
亲代有氧运动促进子代心脏健康:骨骼肌BCAA分解代谢在其中的作用及机制
- 批准号:32071169
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2020
- 负责人:张星
- 依托单位:
线粒体炫异常在肥胖性心肌病心肌ATP稳态失调中的作用及机制
- 批准号:31500932
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:张星
- 依托单位:
国内基金
海外基金
