NAADP/TPC2/Ca2+信号通路调节细胞自噬在低氧性肺动脉高压中的作用及机制研究
批准号:
82070057
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
蒋永亮
依托单位:
学科分类:
肺循环与肺血管疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
蒋永亮
中文摘要
课题组在上一个国家自然基金的资助下发现低氧时双孔通道2(two pore channel 2, TPC2)在人和大鼠肺动脉平滑肌细胞溶酶体上高表达,且受到烟酸腺嘌呤二核苷酸磷酸(Nicotinic acid adenine dinucleotide phosphate, NAADP)调控,通过诱导“钙火花”促进肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)增殖。但其高表达在调控溶酶体介导的细胞自噬中的作用尚无研究。本课题拟通过透射电镜和免疫荧光方法观察低氧时PASMCs自噬水平的动态变化;通过荧光共聚焦、RNA-seq测序及Label free等分析NAADP/TPC2是否通过Ca2+、CaMKK β、AMPKα1、TSC2、mTORc1、ULK1途径影响低氧诱导的PASMCs增殖、肺动脉高压的发生。阐明 NAADP/TPC2和自噬对低氧性肺动脉高压发病的作用,为寻找新的防治靶点提供理论依据。
英文摘要
With the support of our previous National Natural Science Foundation of China, we found that two pore channels 2 (TPC2) was highly expressed on lysosomes of human and rat pulmonary artery smooth muscle cells(PASMCs)under hypoxic condition, and was mediated by Nicotinic acid adenine dinucleotide phosphate (NAADP), promotes PASMCs proliferation of by inducing "Ca2+ spark". However, the role and mechanism of NAADP/TPC2 in regulating lysosomal-mediated autophagy have not been studied. This project intends to observe the dynamic changes of autophagy in PASMCs under hypoxia by means of transmission electron microscopy and immunofluorescence; Using confocal microscopy to analyze whether NAADP / TPC2 regulates autophagy through Ca2+ release; Exploreing whether NAADP / TPC2 regulates autophagy through Ca2+, CaMKK β, AMPKα1, TSC2, mTORc1, ULK1 signaling pathway , by Fluorescence confocal, RNA-seq transcriptase sequencing and Label free methods; We would like to clarify the effect of NAADP / TPC2 and cell autophagy on the pathogenesis of hypoxia pulmonary hypertension and provide a theoretical basis for finding new prevention and treatment targets.
肺动脉高压作为慢性阻塞性肺疾病(COPD)的重要并发症,其临床特征表现为患者预后不良、生活质量显著下降,且伴随住院率和死亡率显著升高。本研究基于前期国家自然科学基金项目成果及系列预实验,综合运用透射电子显微镜、转录组测序及Label-free蛋白质组学技术,在人体及大鼠肺动脉平滑肌细胞模型中系统探究以下科学问题:1)低氧环境是否通过NAADP/TPC2信号轴介导细胞内钙离子浓度变化;2)AMPKα1-TSC2-mTORc1-ULK1信号通路在自噬调控中的作用机制。项目通过动物整体实验与细胞分子实验相结合的研究范式,重点揭示HIF-1α在低氧性肺动脉高压发生发展中的双重调控作用——既影响肺动脉平滑肌细胞与内皮细胞的异常增殖能力,又参与相关细胞内信号传导网络的精密调控。本项目主要内容包括以下几部分:1.观察低氧时肺动脉平滑肌细胞、内皮细胞中HIF-1α/BNIP3/Beclin1、自噬水平和潜在靶分子相较基础时期表达变化。2.抑制和过表达HIF-1α/BNIP3/Beclin1和自噬水平观察肺动脉平滑肌及血管内皮增殖情况。研究结果证实了缺氧条件下HIF-1α稳定表达,通过靶向序列与缺氧反应元件(hypoxia responsive element,HRE)结合,活化下游靶向 BNIP3,通过与Beclin1竞争性结合Bcl-2,释放Beclin1因子,并通过Class Ⅲ/PI3K信号转导通路使自噬过度激活,从而导致肺动脉平滑肌及内皮细胞增殖、肺血管重塑和肺动脉高压的发生,这为寻找PH新的有效治疗靶点及更为有效的防治方法提供了重要价值的科学依据。
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