基于神经细胞氧化应激关联mTOR通路抑制的帕金森病发生及雷帕霉素调控分子机理研究
批准号:
81271416
项目类别:
面上项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
陈龙
依托单位:
学科分类:
神经退行性变及相关疾病
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
高伟、张茵、陈素娟、徐一娇、周谦、桂琳、郭敏、张金飞
中文摘要
氧化应激诱导神经细胞凋亡与神经变性疾病如帕金森病(PD)等发生有关系。本课题组前期工作发现过氧化氢模拟氧化应激通过诱导ROS和抑制mTOR通路致神经细胞凋亡;6-羟多巴胺抑制mTOR通路与神经细胞凋亡有关。本项目拟通过PD实验模型,综合研究PD发生中神经细胞NOX2和它的调节蛋白p22phox、p40phox、p47phox、p67phox、Rac1表达与ROS产生关系以及它们在mTOR通路抑制中作用;解析mTOR复合物TORC1和TORC2中关键信号分子Raptor和Rictor以及其介导的下游效应分子在下调或上调后,神经细胞ROS和凋亡表现,深入阐明神经细胞氧化应激涉及mTOR通路抑制的PD发生分子机理。然后,研究雷帕霉素干预ROS产生抗PD发生中神经细胞凋亡涉及的信号转导通路,揭示其发挥调控作用分子机制及其理论意义和应用价值,为防止氧化应激诱导的神经变性相关疾病提供新思路和理论依据。
英文摘要
Oxidative stress-induced neuronal cell apoptosis is associated with neurodegenerative diseases such as Parkinson's disease (PD), etc. The previous work from our Lab found that hydrogen peroxide imitation of oxidative stress elicited neuronal apoptosis via induction of reactive oxygen species (ROS) and inhibition of mammalian target of rapamycin (mTOR) pathway; 6-hydroxydopamine (6-OHDA) inhibition of mTOR pathway was related to apoptosis of neuronal cells. The aim of this study, by experimental models for Parkinson's disease, is to synthetically study the relation of neuronal NADPH oxidase 2 (NOX2) and its regulatory proteins including p22phox, p40phox, p47phox, p67phox, and Rac1 to ROS production as well as their actions in mTOR signaling suppression, and to dissect manifestations of neuronal ROS and apoptosis post upregulation or downregulation of key signal molecules such as raptor and rictor as well as their downstream effector molecules in TORC1 and TORC2, respectively, to deeply understand moleculer mechanism (s) of neuronal oxidative stress contributing to mTOR signaling suppression during the process of PD development. Then, the study on signal transduction pathways involved in rapamycin prevention of neuronal apoptosis in PD development by intervention of ROS production are conducted to reveal molecular mechanism (s) for its regulative actions, as well as its significance and applied value, thereby giving new idea and theory for prevention of oxidative stress-induced neurodegenerative diseases.
氧化应激诱导神经细胞凋亡与神经变性疾病如帕金森病(PD)等发生有关系。本项目通过PD诱导剂(6-羟多巴胺、MPTP/MPP+、鱼藤酮)建立的体内和体外PD模型,并以镉染毒实验模型作为阳性对照,综合研究了神经细胞NOX2和它的调节蛋白p22phox、p40phox、p47phox、p67phox、Rac1表达与ROS/H2O2产生关系及其在mTOR通路抑制/激活中作用;解析了mTOR复合物mTORC1和mTORC2中Raptor和Rictor以及其介导的下游效应分子在上调或下调后,神经细胞ROS/H2O2和凋亡表现;开展了镉或PD模型中钙信号转导和ROS/H2O2产生关系及其在激活或抑制mTOR通路致神经细胞凋亡中作用研究。其中每个环节包含了探讨NAC、雷帕霉素、白藜芦醇、雷公藤红素通过调控神经细胞氧化应激-MAPK/mTOR信号转导网络抗凋亡分子机理。结果显示:PD发生中的AMPK激活和Akt失活导致mTOR介导S6K1和4E-BP1/eIF4E通路抑制关联神经细胞死亡,这与神经细胞NOX2和它的调节蛋白p22phox、p40phox、p47phox、p67phox、Rac1表达上调引起的H2O2过量产生有关系;鱼藤酮诱导线粒体H2O2和[Ca2+]i升高相互作用激活CaMKII导致mTOR通路抑制和神经细胞凋亡。研究证明,NAC和雷帕霉素体内应用通过抑制ROS介导mTOR通路激活抗镉诱导小鼠大脑神经元凋亡;雷帕霉素通过干预mTORC1/2、mTOR-PTEN/PP2A-Erk1/2和ROS-PP2-MAPK信号转导网络阻止镉诱导神经细胞凋亡。我们注意到,白藜芦醇通过PP2A和PP5阻止镉激活Erk1/2和JNK通路防止神经细胞凋亡。我们发现,雷公藤红素靶向PTEN-Akt/mTOR、ROS-AMPK/mTOR和Ca2+/CaMKII-Akt/mTOR通路防止镉诱导神经细胞死亡;雷公藤红素通过抑制NOX2、p22phox、p67phox、p40phox、p47phox、Rac1表达和ROS产生,干预PP5-JNK通路改善镉诱导神经细胞凋亡。这些证据强烈地呈现了调控PP5/PP2A-MAPK和/或AMPK/Akt-mTOR信号转导网络、或操纵胞内ROS/H2O2和/或Ca2+水平、应用NAC、雷帕霉素、白藜芦醇、雷公藤红素可以为防止氧化应激诱导的神经变性疾病开发利用。
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DOI:
10.1002/jcp.25703
发表时间:
2017-08
期刊:
Journal of cellular physiology
影响因子:
5.6
作者:
[]
通讯作者:
DOI:
10.1016/j.cellsig.2014.04.009
发表时间:
2014-08
期刊:
Cellular signalling
影响因子:
4.8
作者:
[Xu Y, Liu C, Chen S, Ye Y, Guo M, Ren Q, Liu L, Zhang H, Xu C, Zhou Q, Huang S, Chen L]
通讯作者:
Chen L
Crosstalk between Ca2+ signaling and mitochondrial H2O2 is required for rotenone inhibition of mTOR signaling pathway leading to neuronal apoptosis.
Ca2 信号传导和线粒体 H2O2 之间的串扰是鱼藤酮抑制 mTOR 信号通路导致神经元凋亡所必需的
DOI:
10.18632/oncotarget.7183
发表时间:
2016-02-16
期刊:
Oncotarget
影响因子:
--
作者:
[Liu C, Ye Y, Zhou Q, Zhang R, Zhang H, Liu W, Xu C, Liu L, Huang S, Chen L]
通讯作者:
Chen L
DOI:
10.1111/nan.12103
发表时间:
2014-10
期刊:
Neuropathology and applied neurobiology
影响因子:
5
作者:
[Chen S, Ren Q, Zhang J, Ye Y, Zhang Z, Xu Y, Guo M, Ji H, Xu C, Gu C, Gao W, Huang S, Chen L]
通讯作者:
Chen L
Rapamycin prevents cadmium-induced neuronal cell death via targeting both mTORC1 and mTORC2 pathways.
雷帕霉素通过靶向 mTORC1 和 mTORC2 途径预防镉诱导的神经细胞死亡
DOI:
10.1016/j.neuropharm.2015.05.008
发表时间:
2015-10
期刊:
Neuropharmacology
影响因子:
4.7
作者:
[Xu C, Liu C, Liu L, Zhang R, Zhang H, Chen S, Luo Y, Chen L, Huang S]
通讯作者:
Huang S
共 9 条
基于镉诱导氧化应激的神经细胞自噬体积累介导凋亡及调控分子机理研究
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批准号:81873781
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项目类别:面上项目
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资助金额:56.0万元
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批准年份:2018
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负责人:陈龙
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依托单位:
hsBAFF上调胞内钙离子激活B淋巴细胞的信号转导网络免疫调控机理研究
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批准号:31172083
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项目类别:面上项目
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资助金额:56.0万元
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批准年份:2011
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负责人:陈龙
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依托单位:
镉激活神经细胞mTOR通路诱导凋亡及雷帕霉素靶向调控抗凋亡分子机理
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批准号:30971486
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项目类别:面上项目
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资助金额:31.0万元
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批准年份:2009
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负责人:陈龙
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依托单位:
hsBAFF激活免疫细胞及其细胞因子的免疫网络调控机理研究
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批准号:30670264
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项目类别:面上项目
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资助金额:27.0万元
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批准年份:2006
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负责人:陈龙
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依托单位:
国内基金
海外基金