二氧化硫诱导的Smad3次磺化修饰对高血压血管重构的调节作用及机制

批准号:
81770422
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
黄娅茜
依托单位:
学科分类:
H0213.血压调节异常与高血压病
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
闫辉、金宏威、于文、王毅、王圆圆、张璐璐
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中文摘要
血管重构是高血压发生、发展的重要病理基础,但调控血管重构的信号通路尚未阐明清楚。本课题组最近发现二氧化硫通过抑制TGF-beta/Smad信号通路缓解血管平滑肌细胞胶原重构。在上述研究基础上本项目拟采用探针标记和质谱分析,从整体、细胞和分子水平揭示二氧化硫对Smad3锌指结构半胱氨酸存在次磺化修饰作用;在Samd3半胱氨酸点突变基因敲入小鼠中,给予血管紧张素II诱导高血压模型,研究二氧化硫对Smad3信号通路活化的调节作用以及二氧化硫诱导的Smad3次磺化修饰对高血压血管重构的调节效应;从Smad3锌指结构和DNA结合能力切入,揭示二氧化硫介导的Smad3次磺化修饰抑制Smad3信号活化的分子机制。通过上述研究,以期揭示二氧化硫对Smad3蛋白新的调控方式—次磺化修饰,进一步深化二氧化硫对高血压血管重构的调节机制理论,为探寻高血压的有效治疗新靶点提供新的研究思路。
英文摘要
Vascular remodeling is one of important pathology in the formation and development of hypertension. However, the signaling pathways regulating vascular remodeling have not been clarified. Our research group recently found that sulfur dioxide alleviated collagen remodeling in vascular smooth muscle cells through inhibiting TGF-beta/Smad signaling pathway. Based on the above studies, the present study is designed to investigate the sulfenylation of Smad3 on cysteine of its zinc finger domain induced by sulfur dioxide in vivo and in vitro using probe labeling and mass spectrometry analysis and investigate the effect of sulfenylation of Smad3 induced by sulfur dioxide on the activation of Smad3 signaling pathway and hypertensive vascular remodeling in the cysteine-mutated Smad3 knock-in mice infused with angiotensin II and in the cells. Targeting on the zinc finger domain of Smad3 and its DNA binding ability, the study aims to explore the molecular mechanisms by which the sulfur dioxide-induced sulfenylation of Smad3 inhibited the activation of Smad3 signaling. The study would reveal the new regulatory way of Smad3 protein by sulfur dioxide and further deepen the regulatory theory of Smad3 signaling pathway mediated by sulfur dioxide in hypertensive vascular remodeling, providing the new research direction for novel targets of effective treatment of hypertension.
血管重构是高血压发生、发展的重要病理基础,但调控血管重构的信号通路尚未明了。本课题组前期研究发现二氧化硫通过抑制TGF-beta/Smad信号通路缓解血管平滑肌细胞胶原重构,本项目以Smad3信号通路为切入点,以血管紧张素II诱导高血压血管重构为模型,揭示二氧化硫对Smad3的新的调控方式及其抑制高血压血管重构的作用和机制。研究发现,在血管组织、血管平滑肌细胞以及纯化蛋白水平均证实二氧化硫对Smad3锌指结构第64位半胱氨酸存在次磺化修饰作用。在血管平滑肌细胞中将Smad3第64位半胱氨酸突变为丝氨酸可取消二氧化硫对Smad3的次磺化修饰作用以及对下游靶分子胶原蛋白表达的抑制作用;在野生型小鼠中,二氧化硫抑制血管紧张素II诱导的血管胶原异常沉积、血管结构重构以及血压升高;而在Smad3第64位半胱氨酸突变基因敲入小鼠中,二氧化硫不影响血管紧张素II诱导的上述效应,表明二氧化硫诱导的Smad3次磺化修饰抑制高血压血管重构,发挥抗高血压的保护效应。机制方面发现二氧化硫诱导的Smad3次磺化修饰可抑制Smad3的磷酸化和DNA结合活性;采用金属离子螯合剂EDTA破坏锌指结构的形成可消除二氧化硫对Smad3-DNA结合活性的抑制作用,提示二氧化硫通过抑制Smad3锌指结构形成,减弱其DNA结合活性,从而抑制Smad3信号通路活化。通过以上研究结果,本项目揭示了二氧化硫对Smad3蛋白存在新的调控方式,即第64位半胱氨酸的次磺化修饰,阐明了二氧化硫诱导的Smad3次磺化修饰抑制高血压血管重构的作用及机制。围绕上述研究,共发表SCI论文7篇;在国内外学术会议上大会发言7次;作为导师或副导师培养博士研究生2人,硕士研究生1人。本研究结果进一步深化了二氧化硫对高血压血管重构的调节机制理论,有望为高血压防治提供一种全新的临床干预策略。
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
Endogenous SO(2) Controls Cell Apoptosis: The State-of-the-Art.
内源性 SO2 控制细胞凋亡:最先进的技术
DOI:10.3389/fcell.2021.729728
发表时间:2021
期刊:Frontiers in cell and developmental biology
影响因子:5.5
作者:Li Y;Feng Y;Ye X;Peng H;Du J;Yao X;Huang Y;Jin H;Du J
通讯作者:Du J
Endogenous SO(2)-dependent Smad3 redox modification controls vascular remodeling.
内源性 SO2 依赖性 Smad3 氧化还原修饰控制血管重塑
DOI:10.1016/j.redox.2021.101898
发表时间:2021-05
期刊:Redox biology
影响因子:11.4
作者:Huang Y;Li Z;Zhang L;Tang H;Zhang H;Wang C;Chen SY;Bu D;Zhang Z;Zhu Z;Yuan P;Li K;Yu X;Kong W;Tang C;Jung Y;Ferreira RB;Carroll KS;Du J;Yang J;Jin H
通讯作者:Jin H
Endogenous sulfur dioxide is a novel inhibitor of hypoxia-induced mast cell degranulation.
内源性二氧化硫是缺氧诱导的肥大细胞脱粒的新型抑制剂
DOI:10.1016/j.jare.2020.08.017
发表时间:2021-03
期刊:Journal of advanced research
影响因子:10.7
作者:Zhang L;Jin H;Song Y;Chen SY;Wang Y;Sun Y;Tang C;Du J;Huang Y
通讯作者:Huang Y
Endothelial Cell-Derived SO(2) Controls Endothelial Cell Inflammation, Smooth Muscle Cell Proliferation, and Collagen Synthesis to Inhibit Hypoxic Pulmonary Vascular Remodelling.
内皮细胞衍生的SO(2)控制内皮细胞炎症,平滑肌细胞增殖和胶原蛋白合成以抑制缺氧性肺血管重塑。
DOI:10.1155/2021/5577634
发表时间:2021
期刊:Oxidative medicine and cellular longevity
影响因子:--
作者:Liu X;Zhang S;Wang X;Wang Y;Song J;Sun C;Chen G;Yang G;Tao Y;Hu Y;Bu D;Huang Y;Du J;Jin H
通讯作者:Jin H
DOI:10.1016/j.bbrc.2020.02.013
发表时间:2020-02
期刊:Biochemical and biophysical research communications
影响因子:3.1
作者:Zhigang Zhu;Lulu Zhang;Qinghua Chen;Kun Li;Xiaoqi Yu;Chao-shu Tang;W. Kong;Hongfang Jin;Junbao Du;Yaqian Huang
通讯作者:Zhigang Zhu;Lulu Zhang;Qinghua Chen;Kun Li;Xiaoqi Yu;Chao-shu Tang;W. Kong;Hongfang Jin;Junbao Du;Yaqian Huang
肺血管结构重构调控的新机制:内源性硫化氢介导的内皮素A型受体过硫化修饰
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:52万元
- 批准年份:2022
- 负责人:黄娅茜
- 依托单位:
单核/巨噬细胞内源性二氧化硫的发现及其对单核/巨噬细胞活化的调节作用及机制
- 批准号:82070445
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55万元
- 批准年份:2020
- 负责人:黄娅茜
- 依托单位:
TGF-beta/Smad信号通路介导内源性二氧化硫调节自发性高血压大鼠血管胶原重构的研究
- 批准号:81400311
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:23.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:黄娅茜
- 依托单位:
国内基金
海外基金
