HIF-1α/STOML2/PGAM5信号通路调控线粒体自噬在神经元低氧响应中的作用及机制研究
批准号:
32100925
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
刘佳
依托单位:
学科分类:
整合生理学与整合生物学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘佳
中文摘要
低氧响应可辅助神经元抵抗低氧诱导的细胞损伤,有效的线粒体质控是低氧响应的重要环节。线粒体自噬是细胞内主要的线粒体质控机制,在抵抗神经元损伤中有重要作用,但线粒体自噬在神经元低氧响应中的作用及调控机制尚不清楚。我们前期发现低氧可激活PINK1依赖性线粒体自噬,同时伴随HIF-1α的活化及其下游线粒体蛋白STOML2水平的上调,并协同上调了参与PINK1稳定于线粒体膜上的蛋白PGAM5水平。因此,我们推测HIF-1α、STOML2和PGAM5可能构成了一条新的低氧信号通路,参与了神经元低氧响应中PINK1依赖性线粒体自噬的启动。本项目拟在前期研究基础上,利用低氧动物及细胞模型,深入阐明HIF-1α/STOML2/PGAM5信号通路在神经元低氧响应中激活PINK1依赖性线粒体自噬及抵抗低氧诱导的神经元损伤中的作用及新机制,为低氧相关神经系统疾病的干预提供新的治疗靶点。
英文摘要
Hypoxic response could help neurons to resist hypoxia-induced injury, in which effective mitochondrial quality control is an important link. Mitophagy is a critical cellular mitochondrial quality control mechanism and plays an important role in the resistance to neuronal injury, while the role and regulatory mechanisms of mitophagy in neuronal hypoxia response are still unclear. We previously found that hypoxia could activate PINK1-dependent mitophagy, and induce HIF-1α activation and its downstream protein STOML2 up-regulation, as well as the increase of PGAM5, a protein involved in the stabilization of PINK1 on mitochondrial membrane. We speculate that HIF-1α, STOML2 and PGAM5 may constitute a new hypoxic signaling pathway, which participates in the activation of PINK1-dependent mitophagy in neuronal hypoxia response. Based on previous studies, this project intends to explore the role and mechanism of HIF-1α-STOML2-PGAM5 axis in activating PINK1-dependent mitophagy and preventing hypoxia-induced nerve injury in hypoxic animal and cell models. This study will provide a new idea to reveal the hypoxic response mechanism of neurons, provide potential therapeutic targets for the intervention of hypoxia-related neurological diseases.
低氧应激是诱发神经病变和脑损伤的关键因素,但在应激早期,神经元会启动一系列代偿途径来抵御细胞损伤。通过调控线粒体自噬进行线粒体质量控制是神经元应对低氧应激的关键途径,但其潜在机制尚未完全明了。在这项研究中,我们发现低氧应激会在神经元还未发生细胞损伤的早期阶段暂时激活 PINK1 依赖性线粒体自噬。当 PINK1 依赖性线粒体自噬被抑制时,神经元损伤开始加剧。在低氧应激下,过表达PINK1可以抵抗神经元损伤,而敲除PINK1则会加重神经元损伤,这表明PINK1依赖性线粒体自噬在神经元抵抗低氧损伤中起着关键作用。在低氧早期,HIF-1α入核增加,从而介导其下游靶分子STOML2的转录,STOML2移动到线粒体外膜并参与PGAM5的剪切。上述过程促成了 PINK1 依赖性线粒体自噬的启动。在敲除 HIF-1α、STOML2 和 PGAM5 后,PINK1 依赖性线粒体自噬受到抑制,这表明该途径在激活 PINK1 依赖性线粒体自噬中起着关键作用。最后,我们发现间歇性低氧可以作为一种潜在的干预策略,可以有效激活HIF-1α/STOML2轴,诱导PINK1依赖性线粒体自噬,从而抵御低氧应激下的神经元损伤。总之,我们的研究揭示了一种新的神经元对低氧应激的 "自我保护 "机制,并发现间歇性低氧可有效激活该通路以抵御神经元损伤,这为低氧相关神经损伤的机制和干预提供了新思路。
基于纵向非线性数据构建亚临床动脉粥样硬化的神经网络预测模型研究
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批准号:82304244
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30万元
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批准年份:2023
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负责人:刘佳
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依托单位:
有氧运动通过PPARα/FGF21通路抑制心梗后心室重塑的机制研究
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批准号:82072527
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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:2020
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负责人:刘佳
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依托单位:
von Economo神经元在神经退行性疾病中病理改变的研究
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批准号:81601099
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:17.0万元
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批准年份:2016
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负责人:刘佳
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依托单位:
中介素依赖CRLR/RAMP途径改善肥胖小鼠脂肪组织慢性炎症的机制研究
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批准号:81600657
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:17.0万元
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批准年份:2016
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负责人:刘佳
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依托单位:
国内基金
海外基金