PSTK基因/GPx-1/过氧化氢信号通路异常是百草枯所致肺损伤的重要机制
批准号:
81671897
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
彭艾
依托单位:
学科分类:
中毒、中暑
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
鲍慧、王菱、邓冰清、王强、周春宇、吴鸣宇、刘帅
中文摘要
百草枯(PQ)中毒死亡率高,其直接死因为急性肺损伤(ALI)。前期我们检测了PQ中毒肺组织基因表达谱,确定了35个关键调控基因,其中PSTK是唯一调控硒蛋白的基因;PSTK基因和蛋白表达与PQ中毒小鼠肺损伤程度成负相关;PQ中毒PSTK基因敲除线虫和PSTK基因敲除小鼠生存时间均显著缩短;百草枯中毒患者血液PSTK水平较正常人显著降低 。由于硒蛋白GPx-1主要通过还原过氧化氢(H2O2)为水而起抗氧化作用,且PQ中毒的GPx-1基因敲除小鼠生存时间显著缩短而过表达则显著延长;PSTK通过调控硒代半胱氨酸而调控GPx-1功能,故认为PSTK/GPx-1/H2O2信号通路异常是PQ致肺损伤的重要机制。为此,拟采用基因工程小鼠通过阐明肺PSTK基因的生理作用和PSTK/GPx-1/H2O2通路在PQ所致肺损伤中的作用机理,为研究基于干预PSTK基因和采用硒蛋白联合治疗PQ中毒新方案提供证据。
英文摘要
Paraquat (PQ) poisoning caused high mortality in China . Its main cause of death is oxidative stress-induced lung injury. Previously, we assayed gene spectrum of lung tissue of PQ-induced lung injury, and identified 35 core genes related to PQ poisoning. Among them, phosphoseryl-tRNA kinase (PSTK) is the only gene that is related to selenium proteins, and we also observed that knockout of PSTK gene in both C-elegans and mice model exhibited shorter survival time than wide type when challenged by PQ. The blood PSTK level in healthy volunteers was much lower than that in patients with PQ poisoning. In addition, Glutathione peroxidase-1 (GPx-1) is an intracellular antioxidant enzyme that enzymatically reduces hydrogen peroxide to water to limit its harmful effects. Knockout of GPX-1 in both Caenorhabditis elegans and in C57BL/6 mice shortens their survival time. PSTK influences the function of selenoproteins through the selenocysteine insertion sequence. Thus, we hypothesized that the aberrant PSTK/GPx-1/H2O2 signaling plays a key role in PQ-induced acute lung injury (ALI). To confirm this, we initially investigate the physiological role of PSTK, and function of PSTK/GPx-1/H2O2 signaling in pathological mechanism of PQ induced ALI. Our studies will not only deepen the understanding of mechanism of PQ-induced ALI, but also provide a promising treatment of using both PSTK intervention and selenoprotein.
百草枯中毒死亡率高,主要是百草枯诱导的氧化应激器官损伤。但是百草枯如何诱导氧化应激的机理不清。为研究PSTK基因在百草枯所致肺损伤中的作用机制,我们首先构建了PSTK全基因敲除小鼠模型,发现其胚胎致死。由于PSTK基因主要在肝脏细胞表达,故采用CRISPR/Cas9技术进行肝细胞PSTK基因条件性敲除小鼠的构建。PSTK是硒蛋白调控的核心基因,其下游有SPS1和SPS2两条途径,但是这两条通路的生理与病理意义不清楚?那条通路与百草枯中毒肺损伤有关亦不清楚? 故我们分别构建了SPS1和SPS2的基因敲除小鼠模型。采用肝细胞PSTK基因条件性敲除小鼠百草枯中毒模型验证发现:肝细胞PSTK基因异常表达是PQ所致急性肺损伤加重的重要机理。从而确定肝细胞PSTK基因是肺组织生理和病理调控的关键基因。最后采用单细胞基因测序技术研究了PSTK基因加重肺损伤的肺细胞表达谱特征及其与GPx-1的关系。另外我们评估了序贯性血液灌流连续性血液净化技术(CVVH)治疗急性百草枯中毒患者的有效性和安全性,为最终克服急性百草枯患者救治的难题奠定了基础。
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Histopathological and proteomic analyses identify integrin-beta 1 as a potential mediator of phlebosclerosis in uremic patients
组织病理学和蛋白质组学分析确定整合素-β1 是尿毒症患者静脉硬化的潜在介质
DOI:
10.1007/s10157-019-01755-0
发表时间:
2019
期刊:
Clinical and Experimental Nephrology
影响因子:
2.3
作者:
[Zhou Chunyu, Li Changbin, Wang Qiang, Wu Mingyu, Mohan Ch, ra, Hu Dayong, Peng Ai]
通讯作者:
Peng Ai
Regulator of G protein signaling-1 modulates paraquat-induced oxidative stress and longevity via the insulin like signaling pathway in Caenorhabditis elegans
G 蛋白信号传导调节因子 1 通过秀丽隐杆线虫中的胰岛素样信号传导途径调节百草枯诱导的氧化应激和寿命
DOI:
10.1016/j.toxlet.2017.03.027
发表时间:
2017
期刊:
Toxicology Letters
影响因子:
3.5
作者:
[Wu Mingyu, Kang Xin, Wang Qiang, Zhou Chunyu, Mohan Ch, ra, Peng Ai]
通讯作者:
Peng Ai
Treatment Outcome of Combined Continuous Venovenous Hemofiltration and Hemoperfusion in Acute Paraquat Poisoning: A Prospective Controlled Trial
连续静脉血液滤过和血液灌流联合治疗急性百草枯中毒的治疗结果:一项前瞻性对照试验
DOI:
10.1097/ccm.0000000000002826
发表时间:
2018-01-01
期刊:
CRITICAL CARE MEDICINE
影响因子:
8.8
作者:
[Li, Changbin, Hu, Dayong, Peng, Ai]
通讯作者:
Peng, Ai
DOI:
10.19538/j.nk2017070112
发表时间:
2017
期刊:
中国实用内科杂志
影响因子:
--
作者:
[赵爽, 李新华, 范淑玲, 胡大勇, 李昌斌, 薛闻, 彭艾]
通讯作者:
彭艾
Metabolic Profiling of Amino Acids Associated with Mortality in Patients with Acute Paraquat Poisoning.
与急性百草枯中毒患者死亡率相关的氨基酸代谢谱
DOI:
10.12659/msm.905843
发表时间:
2018-03-07
期刊:
Medical science monitor : international medical journal of experimental and clinical research
影响因子:
--
作者:
[Wan X, Zhou C, Kang X, Hu D, Xue W, Li X, Bao H, Peng A]
通讯作者:
Peng A
共 8 条
XOR介导肺泡巨噬细胞极化在百草枯肺损伤中的作用及机制研究
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批准号:81971822
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项目类别:面上项目
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资助金额:55.0万元
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批准年份:2019
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负责人:彭艾
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依托单位:
Nlrc5异常表达在急性肺损伤中的作用及靶向机制研究
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批准号:81270136
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项目类别:面上项目
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资助金额:70.0万元
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批准年份:2012
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负责人:彭艾
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依托单位:
PI3K/AKT/mTOR信号通路激活致Ddit4基因高表达是百草枯肺损伤的主要分子机制
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批准号:81171792
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2011
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负责人:彭艾
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依托单位:
Amylin在糖尿病血管内皮屏障功能损伤中的作用和机制研究
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批准号:30871202
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项目类别:面上项目
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资助金额:34.0万元
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批准年份:2008
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负责人:彭艾
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依托单位:
黄芪促肾脏水钠排泄基因差异表达的研究
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批准号:30472163
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项目类别:面上项目
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资助金额:21.0万元
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批准年份:2004
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负责人:彭艾
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依托单位:
国内基金
海外基金