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ZKSCAN3介导细胞自噬-溶酶体途径在镉肝毒性中的作用及其机制研究
结题报告
批准号:
81703267
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
皮会丰
学科分类:
H3007.卫生毒理
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
卢永辉、李裕明、马秦龙、田丽、李敏、杨敏
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中文摘要
镉是广泛存在于生产与生活环境中的剧毒重金属污染物,肝脏是其毒理作用的靶器官,但镉肝毒理分子机制仍亟待于研究。我们前期研究发现镉暴露诱导L02细胞自噬流发生,自噬抑制剂3-MA可以显著拮抗镉肝细胞毒性,提示自噬过度活化可能在镉肝毒性中发挥了重要作用。同时,随着镉诱导细胞自噬水平的增高,细胞内ZKSCAN3逐渐降低。基于ZKSCAN3在维护自噬-溶酶体途径稳定的重要性,我们假设镉暴露通过减少肝细胞中ZKSCAN3的表达和激活MAPK通路而提高ZKSCAN3蛋白的磷酸化,促进其向细胞质转位等两方面削弱 ZKSCAN3-DNA的结合能力,从而刺激下游自噬-溶酶体途径基因的转录,诱导肝细胞自噬过度活化。并通过过表达ZKSCAN3,从而稳定自噬-溶酶体途径,抑制线粒体丢失,改善细胞能量代谢拮抗镉肝毒性。本项目研究有望揭示镉肝毒理作用的细胞靶点及分子机制,为开展镉肝毒性治疗和药物的研究提供实验依据。
英文摘要
Cadmium (Cd) , a heavy metal, is an environmental and industrial pollutant with high cytotoxicity, and liver is the main target organ of toxicity of Cd. However, the mechanism of Cd-induced hepatotoxicity needs to clarify. Our previous study indicated that Cd exposure significantly increased autophagic flux in L02 cells , and the autophagy inhibitor 3-MA blocked abnormal autophagy and subsequently ameliorated Cd-induced hepatotoxicity in vitro,indicating that autophagy plays a pivotal role in Cd-mediated hepatotoxicity. In line with the observed autophagic flux induction, the levels of ZKSCAN3 decreased in a dose-dependent manner. In the light of the important roles of ZKSCAN3 in the autophagy–lysosome machinery, we suppose that Cd may decrease ZKSCAN3 mRNA and protein expression, or induced ZKSCAN3 phosphorylation through activation of MAPK signaling pathway, subsequently activated ZKSCAN3 cytoplasmic translocation, which inhibit the ability of ZKSCAN3 binds to CLEAR elements and enhance autophagy-related genes expression in Cd-induced hepatotoxicity. Moreover, we will pay much attention to hepatocyte-specific expression of ZKSCAN3 to protect against Cd-induced hepatotoxicity by maintained the integrity of autophagy–lysosome machinery, inhibited mitochondrial loss, and sustained the ATP levels. Through this study, we would like not only to investigate the novel mechanism underlying the hepatotoxicity of Cd, but also to provide the potential strategy for protecting against the hepatotoxicity of Cd.
背景: 镉(Cd)广泛存在于生产和生活环境中,是一种严重危害人体健康的重金属环境污染物。随着我国社会经济的发展,金属矿开采、有色金属冶炼、电镀等行业产生的镉通过废气、废水、废渣排出造成环境污染没有得到有效的遏制,对我国人民群众的身体健康造成了巨大危害。肝和骨都是镉暴露最主要的靶器官,但是镉诱导肝、骨毒性的机制仍不十分清楚。.研究方法:2mg/kg/bw氯化镉暴露C57BL/6J小鼠7天观察ZKSCAN3蛋白介导的自噬在镉肝脏毒性中的作用。1.25mg/kg/bw氯化镉急性暴露SD大鼠24小时,基因芯片分析急性镉暴露肝毒性的可能机制。3.5、7、14uM的镉暴露骨间充质干细胞24小时,检测TFE3介导的自噬在镉骨毒性中的作用.研究结果:①研究通过在体实验揭示了镉暴露主要通过抑制ZKSCAN3蛋白的表达,而不是促进ZKSCAN3蛋白细胞质转位,从而促进自噬溶酶体基因的表达,从而诱导肝细胞自噬性死亡。.②通过基因芯片分析了急性镉暴露后肝组织差异表达基因,并以此构建分子间相互作用网络,筛选验证其中最为关键的核心基因,明确CDK1介导的细胞周期紊乱是镉肝脏毒性的重要原因。.③揭示了在骨间充质干细胞中,镉暴露通过抑制TFE3蛋白丝氨酸585位点的磷酸化,诱导TFE3蛋白向细胞核转位,刺进自噬溶酶体相关基因表达及氧化还原系统的紊乱,导致骨细胞自噬性死亡。.研究意义:我们的研究比较了自噬在镉诱导不同组织细胞(肝、骨等主要靶器官)毒性效应的异同,明确了自噬在镉的毒性中的器官特异性,揭示了自噬是镉的毒理作用的新靶点,提供了研发拮抗镉毒理作用药物的新思路。
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
Transcription factor E3 protects against cadmium-induced apoptosis by maintaining the lysosomal-mitochondrial axis but not autophagic flux in Neuro-2a cells
转录因子 E3 通过维持溶酶体-线粒体轴而不是 Neuro-2a 细胞中的自噬流来防止镉诱导的细胞凋亡
DOI:10.1016/j.toxlet.2018.07.015
发表时间:2018
期刊:Toxicology Letters
影响因子:3.5
作者:Pi Huifeng;Li Min;Xie Jia;Yang Zhiqi;Xi Yu;Yu Zhengping;Zhou Zhou
通讯作者:Zhou Zhou
KIF5A-dependent axonal transport deficiency disrupts autophagic flux in trimethyltin chloride-induced neurotoxicity
KIF5A 依赖性轴突运输缺陷破坏三甲基氯化锡诱导的神经毒性中的自噬通量
DOI:10.1080/15548627.2020.1739444
发表时间:2020-03-30
期刊:AUTOPHAGY
影响因子:13.3
作者:Liu, Mengyu;Pi, Huifeng;Zhou, Zhou
通讯作者:Zhou, Zhou
DOI:--
发表时间:2020
期刊:第三军医大学学报
影响因子:--
作者:邓平;陈梦妍;谢佳;田丽;余争平;皮会丰
通讯作者:皮会丰
DOI:--
发表时间:2020
期刊:局解手术学杂志
影响因子:--
作者:陈梦妍;谢佳;田丽;皮会丰
通讯作者:皮会丰
SIRT5介导VPS34琥珀酰化修饰调控自噬在镉慢性神经毒性中的作用及机制研究
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