基于多肽探针的Nav1.2调节NMDA受体功能增强诱发神经毒性的机制研究

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基本信息

  • 批准号:
    31900905
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0505.蛋白质、多肽与酶生物化学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The excitotoxicity induced damage caused by the excessive activation of NMDA receptor is the crucial mechanism involving in the pathogenesis of various nervous system diseases, including ischemic stroke and Parkinson's disease. However, the role of voltage-gated sodium channel subtypes in excitotoxicity induced by NMDA receptor is still unknown. Peptide toxins from animal venoms with high selectivity are invaluable probes for investigation of the structure and function of ion channels. Our previous research revealed that scorpion toxin BmK NT1 activated NMDA receptor by selectively activating voltage-gated sodium channel Nav1.2, and produced overloading of intracellular calcium in cerebellar granule cells, ultimately leading to excitotoxic neuronal death. Furthermore, preliminary studies on neurotoxic mechanism showed that activation of Nav1.2 augmented the expression levels and regulated the phosphorylation of NMDA receptors, which is the key regulation mechanism of the enhancement function of NMDA receptor in producing neurotoxicity. Therefore, firstly using BmK NT1 as a selective peptide probe by aberrant activation of Nav1.2, the aim of the project is to elucidate the activation of Nav1.2 by BmK NT1 in the regulation of NMDA receptor opening, the molecular mechanism of enhancement function of NMDA receptor, and the regulation of NMDA receptor mediated neurotoxicity, with combination of electrophysiology, immunohistochemistry and tyrosine-point mutation and siRNA interference. The significance of our research is to elucidate the novel molecular and cellular mechanism of BmK NT1 in the regulation of the enhancement function of NMDA receptor inducing neurotoxicity by activating Nav1.2. Our research will provide novel targets for intervention and strategies for the clinical treatment of excitotoxic-related nervous system diseases.
NMDA受体过度激活引起兴奋性神经毒性是脑卒中等神经疾病的关键病理机制,但钠通道亚型在NMDA受体介导兴奋性毒性中的作用和机制尚无报道。多肽毒素是离子通道功能研究的重要探针。我们前期研究发现,蝎毒多肽BmK NT1专一性激活Nav1.2,诱导NMDA受体异常开放,导致小脑颗粒细胞死亡的神经毒性;进一步研究表明,Nav1.2激活调控NMDA受体上膜表达增强与磷酸化修饰,是调控NMDA受体功能增强从而介导神经毒性的关键机制。本课题利用BmK NT1为探针,建立Nav1.2异常激活诱导神经毒性的细胞病理模型,联合电生理、免疫组化、酪氨酸点突变、siRNA干扰等方法,研究Nav1.2异常激活调控NMDA受体的电生理特性、调控NMDA受体功能增强的分子机制、调控NMDA受体介导的神经毒性三层内容,阐明Nav1.2调控NMDA受体介导神经毒性的机制,为临床兴奋性神经损伤疾病治疗提供新的干预靶点和思路。

结项摘要

NMDA受体过度激活引起兴奋性神经毒性是脑卒中等多种神经系统疾病的关键病理机制,但钠通道亚型在NMDA受体介导兴奋性毒性中的作用和机制尚不清楚。动物多肽毒素是离子通道结构和功能研究的重要工具探针。我们的前期研究发现:蝎毒多肽BmK NT1专一性激活Nav1.2,诱导NMDA受体异常开放,导致小脑颗粒细胞死亡的神经毒性;激活Nav1.2调控NMDA受体上膜表达增强与磷酸化修饰是介导神经毒性的关键机制。本项目在以下几个方面开展了深入探索:① BmK NT1专一性激活Nav1.2的分子机制。② Nav1.2激活调控NMDA受体功能增强的机制。③ 激活Nav1.2增强NNDA功能介导小脑颗粒细胞死亡的机制。本项目的开展揭示了激活Nav1.2调控NMDA受体功能增强介导神经毒性的机制,为理解兴奋性神经损伤疾病机理及制定防治策略提供新的视角和分子靶标。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Cadinane Sesquiterpenoids and Their Glycosides from Alangium chinense That Inhibit Spontaneous Calcium Oscillations
八角枫中抑制自发钙振荡的卡地烷倍半萜类化合物及其糖苷
  • DOI:
    10.1021/acs.jnatprod.1c00978
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Natural Products
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Chunlei Zhang;Ju Liu;Chuchu Xi;Yangang Cao;Jing He;Shucong Li;Fan Zhang;C. Benjamin Naman;Zhengyu Cao
  • 通讯作者:
    Zhengyu Cao
Histamine Sensitization of the Voltage-Gated Sodium Channel Nav1.7 Contributes to Histaminergic Itch in Mice
电压门控钠通道 Nav1.7 的组胺敏化导致小鼠组胺能瘙痒
  • DOI:
    10.1021/acschemneuro.2c00012
  • 发表时间:
    2022-03-02
  • 期刊:
    ACS CHEMICAL NEUROSCIENCE
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Li, Shaoheng;Ding, Meihuizi;Zhang, Fan
  • 通讯作者:
    Zhang, Fan
Alkaloids from Corydalis decumbens modulate neuronal excitability
延胡索中的生物碱调节神经元兴奋性
  • DOI:
    10.1016/j.bioorg.2020.103795
  • 发表时间:
    2020-06-01
  • 期刊:
    BIOORGANIC CHEMISTRY
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Zhang, Chun-Lei;Huang, Qi-Long;Cao, Zheng-Yu
  • 通讯作者:
    Cao, Zheng-Yu
3'-O-Methylorobol inhibits the voltage-gated sodium channel Nav1.7 with anti-itch efficacy in a histamine-dependent itch mouse model
3'-O-Mmethylorobol 抑制电压门控钠通道 Nav1.7,在组胺依赖性瘙痒小鼠模型中具有抗痒功效
  • DOI:
    10.3390/ijms20236058
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    International Journal of Molecular Sciences
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Zhang Fan;Wu Ying;Xue Shuwen;Wang Shuangyan;Zhang Chunlei;Cao Zhengyu
  • 通讯作者:
    Cao Zhengyu
New phthalideisoquinoline hemiacetal alkaloid derivatives from Corydalis decumbens
延胡索中新型苯酞异喹啉半缩醛生物碱衍生物
  • DOI:
    10.1016/j.fitote.2020.104494
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Fitoterapia
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Chun-Lei Zhang;Qi-Long Huang;Qian Zhu;Juan Chen;Fan Zhang;Zhengyu Cao
  • 通讯作者:
    Zhengyu Cao

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其他文献

Effect of vitrification temperature and cryoprotectant concentrations on the mRNA transcriptome of bovine mature oocytes after vitrifying at immature stage.
玻璃化温度和冷冻保护剂浓度对牛成熟卵母细胞未成熟期玻璃化后mRNA转录组的影响。
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  • 发表时间:
    2019-11
  • 期刊:
    Theriogenology
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    张凡;张志阳;蔡孟丹;李晓霞;栗颖华;雷莹;禹学礼
  • 通讯作者:
    禹学礼
基于UPLC-QqQ-MS技术的黄柏生品及其盐炙品中10种成分量的变化
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1001-1528.2021.11.026
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中成药
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  • 作者:
    李丽;张超;郑威;于颖琦;张凡;高慧
  • 通讯作者:
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    2021
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    邓舒元;王博;孙珊珊;白拉贝;佘跃惠;张凡
  • 通讯作者:
    张凡
多种抗生素对抗药性德国小蠊肠道菌去除效果的研究
  • DOI:
    10.13484/j.nmgdxxbzk.20170311
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    内蒙古大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    施万里;杨繁;孙晓霞;卢洁;赵东芹;张凡
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A Method for Determining the Discharge of Closed-End Furrow Irrigation Based on the Representative Value of Manning’s Roughness and Field Mean Infiltration Parameters Estimated Using the PTF at Regional Scale
基于曼宁粗糙度代表值和区域尺度 PTF 估算的田间平均入渗参数确定闭式沟灌流量的方法
  • DOI:
    10.3390/w10121825
  • 发表时间:
    2018-12
  • 期刊:
    Water
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    聂卫波;李一博;张凡;董书鑫;王恒;马孝义
  • 通讯作者:
    马孝义

其他文献

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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

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
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          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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