mitoBKCa通道在模拟失重大鼠脑动脉血管平滑肌细胞线粒体似昼夜节律紊乱及脑动脉重建中的作用
批准号:
81772013
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
谢满江
依托单位:
学科分类:
H2401.特殊环境机体适应性改变与损伤机制
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
张琳、赵星成、白云刚、茹凝玉、焦博、陈励、张斌、宋继波
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中文摘要
航天失重环境所引起的脑动脉功能与结构重建是航天员“心脑血管功能失调”的重要因素,其发生机理目前仍不甚清楚,也缺乏有效对抗措施。我们前期工作证实模拟失重可引起大鼠脑动脉血管平滑肌细胞(VSMCs)线粒体膜电位与活性氧含量在白天(12 h光照)与夜间(12 h黑暗)均发生改变且昼夜振荡幅度明显降低,而线粒体内膜上的大电导钙激活钾通道(mitoBKCa)可参与这一变化过程,其机制可能涉及时钟基因Bmal1的转录调控与长链非编码RNA(LncRNA)的变化。本项目拟采用电生理膜片钳、分子生物学方法、血管体外培养、细胞转染与基因敲除小鼠等技术从动物整体、器官、细胞与基因等多个水平探讨mitoBKCa通道在模拟失重大鼠脑动脉VSMCs线粒体似昼夜节律紊乱及脑动脉重建过程中的作用。本项目可对航天失重环境脑动脉的重建机制提出新的思路,并希望找到受时因子药物作为预防与对抗措施,以保证航天员的健康与工作效率。
英文摘要
Cerebrovascular remodeling has been regarded as one of important factors which may induce postspaceflight cardiovascular dysfunction. However, the mechanism remains unknown and there are still no effective countermeasures. Our previous work has demonstrated that simulated microgravity disrupted the circadian rhythm in the mitochondrial membrane potential and reactive oxygen species (ROS)by decreasing the oscillating amplitude between light-time (12 h) and dark-time (12 h). We also found that mitochondrial large conductance Ca2+ activated-K+ channels participate in the mitochondrial circadian and the related signal pathway may include the clock gene, Bmal1 and the Long non-coding RNA (LncRNA). In the present study, we want to investigate the role of circadian regulation of mitoBKCa channels in cerebral vascular smooth muscle cells of simulated microgravity rats with electrophysiology, molecular biology, culture cell, transformation, and knock-out mice. Our study may provide a novel mechanism for cerebrovascular remodeling during real/simulated microgravity. We also want to find the zeitgeber medicine for countermeasures to ensure the health and efficiency for astronauts.
航天失重环境所引起的脑动脉功能与结构重建是航天员心脑血管失调的一个重要因素,但尚缺乏具体的机制研究和有效的对抗措施。作为介导细胞能量代谢和信号传导的重要细胞器,线粒体内膜上表达了多种钾离子通道,包括大电导钙激活钾通道(mitoBK),可通过调节线粒体的多种功能进而调节血管的结构和功能。近年来,大量研究表明生物钟可以调控线粒体的功能而线粒体功能的节律紊乱涉及到多种血管疾病发生。本研究证实:1)模拟失重引起大鼠脑动脉血管平滑肌细胞线粒体的功能与结构发生“昼夜振荡”紊乱,具体表现为:正常大鼠脑动脉VSMCs线粒体的ATP含量、ROS、K+、Ca2+水平以及线粒体的融合分裂表现出显著的“昼高夜低”的节律特征,而模拟失重下该昼夜振荡的幅度显著降低。2)mitoBK是调控模拟失重大鼠脑动脉血管平滑肌细胞线粒体“昼夜振荡”紊乱的关键分子。首先,利用mitoBK的特异性阻断剂IBTX和激动剂NS1619,我们明确了mitoBK对线粒体内的K+、Ca2+浓度、膜电位水平以及ATP含量具有明确的调控作用。正常大鼠脑动脉VSMCs中,mitoBK表达“昼低夜高”的节律特征在模拟失重环境下消失。3)时钟基因Bmal1靶向作用于mitoBK调控血管平滑肌细胞线粒体功能昼夜节律特征。与失重下线粒体功能和结构、mitoBK表达昼夜节律性紊乱特征相一致的是,模拟失重大鼠脑动脉血管组织Bmal1的节律性表达也发生紊乱紊乱,双荧光素酶报告基因实验、染色质免疫共沉淀实验以及细胞转染实验均证实VSMCs线粒体mitoBK是时钟节律基因Bmal1作用的下游靶基因并且时钟基因Bmal1可通过mitoBK调控平滑肌细胞线粒体功能。4)红景天苷可调控节律基因Bmal1进而抑制模拟失重大鼠脑动脉的线粒体氧化应激和血管炎性反应。总之,本项目通过分子生物学方法、血管平滑肌急性分离与细胞转染等技术从动物整体、器官、细胞与基因等多个水平发现模拟失重大鼠脑动脉线粒体似昼夜节律紊乱涉及Bmal1靶向调控的mitoBK通道,并且红景天苷可通过改善Bmal1节律紊乱减轻失重下脑动脉线粒体氧化应激和炎性反应。本项目可对航天失重环境下脑动脉的重建机制提出新的思路,并以授时因子为靶点找到药物作为对抗措施,以保证航天员的健康与工作效率。
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
BMAL1 Disrupted Intrinsic Diurnal Oscillation in Rat Cerebrovascular Contractility of Simulated Microgravity Rats by Altering Circadian Regulation of miR-103/CaV1.2 Signal Pathway
BMAL1 通过改变 miR-103/CaV1.2 信号通路的昼夜节律调节来破坏模拟微重力大鼠脑血管收缩力的内在昼夜振荡
DOI:10.3390/ijms20163947
发表时间:2019-08-02
期刊:INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES
影响因子:5.6
作者:Chen, Li;Zhang, Bin;Xie, Man-Jiang
通讯作者:Xie, Man-Jiang
miR-137 and its target T-type CaV 3.1 channel modulate dedifferentiation and proliferation of cerebrovascular smooth muscle cells in simulated microgravity rats by regulating calcineurin/NFAT pathway.
miR-137及其靶标T型CaV3.1通道通过调节钙调神经磷酸酶/NFAT通路调节模拟微重力大鼠脑血管平滑肌细胞的去分化和增殖
DOI:10.1111/cpr.12774
发表时间:2020
期刊:Cell Proliferation
影响因子:8.5
作者:Zhang Bin;Chen Li;Bai Yun-Gang;Song Ji-Bo;Cheng Jiu-Hua;Ma Hong-Zhe;Ma Jin;Xie Man-Jiang
通讯作者:Xie Man-Jiang
DOI:--
发表时间:2021
期刊:心脏杂志
影响因子:--
作者:李文凡;曹青林;李培杰;卜英睿;汤海峰;谢满江
通讯作者:谢满江
DOI:--
发表时间:2019
期刊:心脏杂志
影响因子:--
作者:董栋;陈励;张斌;余琳;马进;谢满江
通讯作者:谢满江
DOI:DOI: 10.1111/cpr.12774
发表时间:2020
期刊:Cell Proliferation
影响因子:--
作者:Bin Zhang;Li Chen;Yun-Gang Bai;Ji-Bo Song;Jiu-Hua Cheng;Hong-Zhe Ma;Jin Ma;Man-Jiang Xie
通讯作者:Man-Jiang Xie
平滑肌细胞Ryanodine受体介导的内质网应激与线粒体氧化应激在模拟失重大鼠脑动脉炎性反应中的作用及其机制研究
- 批准号:82072101
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:56万元
- 批准年份:2020
- 负责人:谢满江
- 依托单位:
T型Ca2+通道在模拟失重大鼠脑动脉血管平滑肌细胞“表型转化”中的作用及间断性人工重力对其干预研究
- 批准号:81571840
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:谢满江
- 依托单位:
模拟失重大鼠脑动脉血管平滑肌细胞L-型Ca2+通道昼夜节律的改变及其作用机理
- 批准号:31270904
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:谢满江
- 依托单位:
BKCa通道"α+β1亚基复合体"对模拟失重大鼠脑动脉功能与结构重建的调控作用
- 批准号:31070768
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:34.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:谢满江
- 依托单位:
大电导钙激活钾通道(BKCa)在模拟失重致大鼠脑动脉重塑中的作用
- 批准号:30600215
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:23.0万元
- 批准年份:2006
- 负责人:谢满江
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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