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NPP1对成纤维细胞生长因子23代谢调控作用的研究

批准号:
81670714
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
夏维波
学科分类:
骨转换、骨代谢异常及钙磷代谢异常
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
冯娟、杜娟、张丛、吴美瑶、刘畅、侯艳芳

项目摘要

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项目成果

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中文摘要
成纤维细胞生长因子23(Fibroblast growth factor 23, FGF-23)是重要的磷调节激素,目前其代谢相关调控机制并未完全阐明。FGF-23与多种代谢性骨病发生和慢性肾脏病(CKD)的预后密切相关。本课题根据常染色体隐性遗传性低血磷性佝偻病(ARHR2)和CKD患者软组织异位矿化和血FGF-23水平显著升高的共同临床特征,提出了“焦磷酸酶磷酸二酯酶1(NPP1)/焦磷酸盐(PPi)调控FGF-23代谢耦联平衡”的研究假设。将通过在体(ENPP1-/-、Dmp1-Cre-ENPP1-/-和CKD模型)和离体(成骨样UMR-106细胞系)研究NPP1/PPi对FGF-23代谢耦联的调控作用,并在CKD模型中观察缺铁对NPP1/PPi调控FGF-23代谢失衡的触发作用。本研究将为以FGF-23代谢失衡和异位钙化为特征的疾病(如动脉粥样硬化等)的防治提供新线索。
英文摘要
Fibroblast growth factor 23 (FGF-23) is a major phosphaturic hormone. The regulatory mechanism of FGF-23 metabolism remains uncovered. FGF-23 is closely related to the occurrence of several metabolic bone diseases and the prognosis of chronic kidney disease (CKD). The patients of autosomal recessive hypophosphatemic rickets 2 (ARHR2) and CKD share some common clinical features, which are ectopic calcification of soft tissue and obviously elevated serum FGF-23. Based on the previous studies, we hypothesized: 'the nucleotide pyrophosphatase phosphodiesterase 1(NPP1) and pyrophosphate (PPi) may play an important role on regulation of FGF-23 metabolic coupling'. ENPP1-/-, Dmp1-Cre-ENPP1-/- and CKD mice model, as well as osteoblasts liked cells will be involved in our study, to detect the changes of metabolic coupling for FGF-23 production and cleavage with NPP1/PPi intervention. The trigger effects of iron-deficiency on NPP1/PPi-FGF-23 regulatory axis in CKD model will also be investigated. This study will bring to light on the new intervention target for a group of disorders (e.g. CKD, atherosclerosis) which characterized by elevated FGF-23 level and ectopic calcification.
磷是人体必需元素,在细胞生理和骨质矿化中发挥重要作用,磷稳态是维持机体生理功能所必需。成纤维细胞生长因子23(Fibroblast growth factor -23,FGF-23) 是一种重要的磷调节因子,与低血磷性佝偻病、慢性肾脏疾病和动脉粥样硬化等多种疾病的发生密切相关。NPP1是一种浆细胞膜糖蛋白,其由核苷酸内焦磷酸酶/磷酸二酯酶 1(ectonucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase 1 , ENPP1)基因编码,主要生理作用为水解三磷酸核苷酸 (Adenosine triphosphate,ATP)产生焦磷酸盐(pyrophosphate, PPi)。ENPP1基因失活突变会引起2型常染色体隐性遗传低血磷佝偻病(ARHR2),该病特征性表型为低磷血症、佝偻病,FGF-23 水平升高,也可伴有异位矿化。 本课题拟通过体内及体外试验,探索NPP1蛋白对FGF23的代谢调控机制,为ARHR2及FGF23升高相关疾病提供治疗靶点。1.本课题在国内首次报道3例ARHR2家系,建立并完善了患者或其家系成员的临床资料库,为该罕见骨病的诊治提供了参考。同时,本研究对患者进行了遗传学检测及基因突变的体外功能验证,丰富了世界低血磷性佝偻病的疾病谱,并首次提出,ARHR2的致病机制与NPP1蛋白催化功能的失活密切相关。2.本课题利用 CRISPR/Cas9技术成功构建ENPP1-Floxp小鼠,并将其与骨组织特异性表达的DMP1-Cre 小鼠交配,在世界上首次构建ENPP1骨特异性敲除的小鼠模型,这对于ENPP1对骨中FGF23水平的调控机制的研究有重要意义。 3.本研究通过体内及体内实验探索NPP1对FGF23的代谢调控机制,发现NPP1有可能通过调控嘌呤能信号转导系统,进而调控其下游的炎症反应及钙离子内流而影响FGF23的表达。本研究揭示了2型常染色体隐性遗传低血磷佝偻病的致病机制,并为ARHR2及FGF23升高相关疾病的治疗提供潜在治疗靶点。4. 本课题通过在体和离体实验发现,非选择性2型嘌呤能受体抑制剂PPADS可以抑制NPP1失活导致的FGF23升高。说明2型嘌呤能受体可能是ARHR2的潜在治疗靶点。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI: 10.3969/j.issn.1674-2591.2019.01.003
发表时间: 2019-01
期刊: 中华骨质疏松和骨矿盐疾病杂志
影响因子: --
作者: [张丛, 赵真, 许莉军, 庞倩倩, 虞凡, 姜艳, 王鸥, 李梅, 邢小平, 夏维波]
通讯作者: 夏维波
The diagnostic dilemma of tumor induced osteomalacia: a retrospective analysis of 144 cases
肿瘤性骨软化症的诊断困境:144例回顾性分析
DOI: 10.1507/endocrj.ej16-0587
发表时间: 2017-01-01
期刊: ENDOCRINE JOURNAL
影响因子: 2
作者: [Feng, Juan, Jiang, Yan, Xia, Wei-bo]
通讯作者: Xia, Wei-bo
Mutation update and long-term outcome after treatment with active vitamin D3 in Chinese patients with pseudovitamin D-deficiency rickets (PDDR)
中国假性维生素 D 缺乏性佝偻病 (PDDR) 患者接受活性维生素 D-3 治疗后的突变更新和长期结果
DOI: 10.1007/s00198-018-4607-5
发表时间: 2019-02-01
期刊: OSTEOPOROSIS INTERNATIONAL
影响因子: 4
作者: [Chi, Y., Sun, J., Xia, W.]
通讯作者: Xia, W.
Impaired bone microarchitecture in distal interphalangeal joints in patients with primary hypertrophic osteoarthropathy assessed by high-resolution peripheral quantitative computed tomography
通过高分辨率外周定量计算机断层扫描评估原发性肥厚性骨关节病患者远端指间关节骨微结构受损
DOI: 10.1007/s00198-019-05168-3
发表时间: 2019-10-23
期刊: OSTEOPOROSIS INTERNATIONAL
影响因子: 4
作者: [Pang, Q., Xu, Y., Qin, L.]
通讯作者: Qin, L.
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