DNA甲基化调控脂肪祖细胞衰老和米色化的表观遗传机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    91749207
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    200.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0708.糖尿病
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The aging of adipose progenitor cells serves as a key factor in the pathogenesis of adipose tissue aging and metabolic diseases. There is compelling evidence that DNA methylation is implicated in the aging processes in terms of invidiual cell and the entire body. However, the impact of DNA methylation on the aging of adipose progenitor cell and its capacity in beige cell induction has yet to be studied. Our pilot studies revealed that DNA methylation also regulates the aging processes of adipose progenitor cells, and particularly, loss of MBD2, a methylated CpG DNA binding protein specifically induced during the course of aging, attenuated the aging of adipose progenitor cell. Based thse discoveries we thus hypopthesize: during the course of adipose progenitor cell aging its genome undergoes a DNA methylation turnover as manifested by the changes of methylation levels and/or patterns, while MBD2 regulates adipose progenitor cell aging processes by intepreting the epigenetic information encoded through this DNA methylation turnover. To address this hypothesis, we will first establish the DNA methylomes, transcriptomes and alternative splicing isforms in young and aged adipose progenitor cells originated from humans and mice. We will then confirm that MBD2 specifically binds to the regulatory regions of methylated DNA in key genes relevant to adipose progenitor aging. Progenitor cell specific MBD2 knockout mice and other animal models will be next employed to domonstrate that MBD2 regulates the aging of adipose progenitor cell and its capacity for beige fat induction, and the underlying mechanisms will be also investigated. Finally, we will explore the feasibility of MBD2-siRNA nanoparticles to prevent or attenuate adipose progenitor cell aging. These studies will not only provide novel insight into the understanding of epigenetic mechanisms underlying adipose progenitor cell aging, but also have great potential for developing epigenetic based therapeutic strategies against metabolic diseases in clinical settings.
脂肪祖细胞衰老及米色化障碍是脂肪组织衰老及代谢性疾病的关键诱因。研究揭示DNA甲基化调控细胞和机体的衰老,但其对脂肪祖细胞衰老及米色化的调控研究尚未开展。我们前期研究揭示DNA甲基化亦调控脂肪祖细胞衰老,且其结合蛋白MBD2缺失抑制脂肪祖细胞衰老,故假设:脂肪祖细胞衰老伴随DNA甲基化水平及模式的改变,MBD2通过解读其表观遗传信息调控脂肪祖细胞衰老及米色化能力。本课题拟在建立人和小鼠脂肪祖细胞DNA甲基化图谱,RNA转录组图谱及mRNA可变剪切体基础上,应用祖细胞特异性MBD2敲除及其它工具小鼠确证MBD2解读DNA甲基化的表观遗传信息调控脂肪祖细胞衰老及其米色化功能,并阐明相关分子机制;继而探索以MBD2为表观遗传调控靶标抑制脂肪祖细胞衰老及米色化功能降低的可行性。上述研究不仅为解析脂肪细胞衰老的表观调控机制提供新的认识,而且还为开发以表观遗传为基础的代谢性疾病治疗策略提供实验依据。

结项摘要

脂肪祖细胞衰老及米色化障碍是脂肪组织衰老及代谢性疾病的关键诱因之一。本研究中,我们探究了脂肪祖细胞(APC)衰老进程中,MBD2通过调控DNA甲基化影响脂肪祖细胞米色化能力及相关机制。为阐明上述机制,负责人首先对不同年龄的人源及鼠源APC行RNA深度测序及DNA甲基化测序,并将上述筛选得到的靶标基因行交叉分析,筛选得OASL1等17个受DNA甲基化调控表达的差异基因。基于上述测序结果,负责人构建了MBD2 KO及SMA-Mbd2ko(APC特敲)小鼠,进一步确证MBD2对APC米色化能力的调控作用。经CHIP解析MBD2结合的DNA甲基化位点,筛选OASL1作为MBD2调控的靶基因。确证MBD2通过解读OASL1基因的甲基化信息,调控OASL1的表达,影响下游通路Oasl1/Chn1/Prkce/Adam12,最终调控APC的米色化进程。此外,负责人还以外泌体为媒介,探究不同状态(年轻或衰老)APC对小鼠代谢能力的调控作用。研究表明相较于年轻APC外泌体,衰老APC外泌体抑制巨噬细胞M1极化能力减弱。测序结果表明,衰老APC外泌体内miR-145a-5p显著下调。后续功能实验证实,miR-145a-5p可通过下调巨噬细胞L-选择素(Sell)的表达,抑制其M1极化,进而缓解衰老诱发的胰岛素抵抗。上述研究阐明了DNA甲基化参与APC衰老调控进而影响机体胰岛素敏感性的新机制,为治疗衰老诱发的代谢性疾病提供了新的靶点。

项目成果

期刊论文数量(24)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
Loss of ubiquitin-conjugating enzyme E2 (Ubc9) in macrophages exacerbates multiple low-dose streptozotocin-induced diabetes by attenuating M2 macrophage polarization.
巨噬细胞中泛素结合酶 E2 (Ubc9) 的缺失会减弱 M2 巨噬细胞极化,从而加剧多种低剂量链脲佐菌素诱导的糖尿病
  • DOI:
    10.1038/s41419-019-2130-z
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Cell Death & Disease
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Wang Faxi;Sun Fei;Luo Jiahui;Yue Tiantian;Chen Longmin;Zhou Haifeng;Zhang Jing;Yang Chunliang;Luo Xi;Zhou Qing;Zhu He;Li Jinxiu;Yang Ping;Xiong Fei;Yu Qilin;Zhang Huilan;Zhang Wanguang;Xu Aimin;Zhou Zhiguang;Lu Qianjin;Eizirik Decio L;Zhang Shu;Wang Cong-
  • 通讯作者:
    Wang Cong-
The role of hydrogen sulphide signalling in macrophage activation.
硫化氢信号在巨噬细胞激活中的作用
  • DOI:
    10.1111/imm.13253
  • 发表时间:
    2021-01
  • 期刊:
    Immunology
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Sun F;Luo JH;Yue TT;Wang FX;Yang CL;Zhang S;Wang XQ;Wang CY
  • 通讯作者:
    Wang CY
Loss of Jak2 protects cardiac allografts from chronic rejection by attenuating Th1 response along with increased regulatory T cells.
Jak2 的缺失可通过减弱 Th1 反应以及增加调节性 T 细胞来保护同种异体心脏移植物免受慢性排斥。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    American Journal of Translational Research
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Higazi Hassan Mohammed Khair Ibrahim;He Long;Fang Jing;Sun Fei;Zhou Qing;Huang Teng;He Xiaoyu;Wang Yi;Xiong Fei;Yang Ping;Yu Qilin;Li Jinxiu;Wagner Kay Uwe;Adam Bao Ling;Zhang Shu;Wang Cong Yi
  • 通讯作者:
    Wang Cong Yi
The MAPK dual specific phosphatase (DUSP) proteins: A versatile wrestler in T cell functionality
MAPK 双特异性磷酸酶 (DUSP) 蛋白:T 细胞功能的多才多艺的摔跤手
  • DOI:
    10.1016/j.intimp.2021.107906
  • 发表时间:
    2021-06-28
  • 期刊:
    INTERNATIONAL IMMUNOPHARMACOLOGY
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Sun, Fei;Yue, Tian-Tian;Wang, Cong-Yi
  • 通讯作者:
    Wang, Cong-Yi
SUMOylation of Pdia3 exacerbates proinsulin misfolding and ER stress in pancreatic beta cells
Pdia3 的 SUMO 化会加剧胰腺 β 细胞中胰岛素原错误折叠和 ER 应激。
  • DOI:
    10.1007/s00109-020-02006-6
  • 发表时间:
    2020-11-07
  • 期刊:
    JOURNAL OF MOLECULAR MEDICINE-JMM
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Li, Na;Luo, Xi;Wang, Cong-Yi
  • 通讯作者:
    Wang, Cong-Yi

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其他文献

Janus相关激酶2基因缺失对胰岛β细胞 存活及其功能的影响
  • DOI:
    10.3760/cma.j.issn.1674-5809.2017.10.004
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中华糖尿病杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何晓玉;熊飞;Kay-Uwe Wagner;王从义
  • 通讯作者:
    王从义

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]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          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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