Wnt信号通路调控线粒体应激反应的分子机制研究
批准号:
31930023
项目类别:
重点项目
资助金额:
301.0 万元
负责人:
田烨
依托单位:
学科分类:
细胞器及亚细胞结构、互作与功能
结题年份:
2024
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
田烨
中文摘要
线粒体未折叠蛋白反应(UPRmt)是重要的线粒体质量监控通路,也是线粒体损伤状态下的一种应激反应。UPRmt的激活使分子伴侣、蛋白酶等表达水平上调,修复线粒体蛋白质稳态平衡,并调节代谢相关基因表达和激活免疫通路,因此对于维持细胞的正常生理功能非常重要。调控UPRmt的分子机制在线虫中已经有了部分基础,但是关于UPRmt在哺乳动物中的调控机制以及参与的生理过程,还没有太多的报道。申请人前期的研究发现Wnt/β-catenin这一条高度保守的信号通路参与UPRmt调控,并且Wnt可以通过细胞非自主的方式调控其他组织的UPRmt。因此,本项目将全面展开研究Wnt蛋白在内质网内是如何感知线粒体应激和如何传递线粒体应激信号,以及如何通过下游Wnt/β-catenin激活UPRmt的分子机制。该项目的研究会扩展我们对于经典Wnt通路参与线粒体应激和代谢调控的全新认识,并有助于探索UPRmt的重要生理功能。
英文摘要
The mitochondrial unfolded protein response (UPRmt) is an important protein quality control pathway to relieve mitochondrial damage and respond to proteotoxic stress specifically in mitochondria. The activation of UPRmt induces a protective transcriptional response including an up-regulation of mitochondrial chaperones and proteases, metabolic adaptations, as well as an innate immunity program. Therefore, UPRmt is essential for maintaining the normal physiological functions of cells. More recent work in C. elegans has identified a number of components required for UPRmt activation. However, the molecular mechanism in mammals and the physiological processes involved in UPRmt regulation remain elusive. Our previous study showed that Wnt/β-catenin, a highly conserved signaling pathway, is involved in the UPRmt regulation. Wnt signaling also regulates UPRmt in a cell-non-autonomous manner. In this proposal, we will explore how Wnt proteins sense mitochondrial stress, transmit the mitochondrial stress signal to the peripheral tissues, and initiate the UPRmt program through Wnt/β-catenin signaling pathway. The results will extend our understanding of the canonical Wnt signaling in the UPRmt regulation and metabolic adaptations.
线粒体未折叠蛋白反应(Mitochondrial unfolded protein response, UPRmt)是重要的线粒体质量监控通路,也是线粒体损伤状态下的一种应激反应。UPRmt的激活使分子伴侣、蛋白酶等表达水平上调,修复线粒体蛋白质稳态平衡,并调节代谢相关基因表达和激活免疫通路,因此对于维持细胞的正常生理功能非常重要。前期研究发现Wnt/β-catenin这条高度保守的信号通路参与UPRmt调控,并且Wnt可以通过细胞非自主的方式调控其他组织的UPRmt。本项目聚焦Wnt蛋白是如何感知线粒体应激,如何传递线粒体应激信号,以及如何跨组织激活UPRmt的分子机制,并深入挖掘该机制的生理作用。.神经过表达Wnt/EGL-20可以诱导肠道细胞UPRmt。利用该模型进行EMS诱变筛选,共获得70个抑制UPRmt的突变体。基因定位和分析鉴定了编码lin-40, pdi-6, srz-75, xbx-6等基因突变。研究成果包括:1)二硫键异构酶PDI-6在内质网中催化Wnt/EGL-20二硫键形成,促进EGL-20的分泌调控远端组织UPRmt(Cell Rep., 2022);2)G偶联蛋白受体(GPCR) srz-75感知神经组织Wnt信号,并通过激活ADL 神经元中的Gaq下游信号通路,释放神经肽参与肠道UPRmt信号调控,并影响周边多个组织的代谢,(Dev. Cell, 2022, 封面);3)TGF-β信号通路参与神经组织WNT/EGL-20诱导的肠道细胞UPRmt的激活,该研究成果发表在(Nat. Commun., 2024);4)神经细胞的跨膜蛋白XBX-6/TMBIM2,通过调节神经突触钙离子稳态,促进神经递质5羟色胺的释放,调节远端肠道组织UPRmt的激活,从而使得个体延缓衰老。5)表观遗传因子lin-40及染色质重塑与组蛋白去乙酰化复合体(NuRD)则通过感知跨组织线粒体应激信号,在肠道组织中接受信号后,参与调控组蛋白乙酰化水平和染色质结构,并促进UPRmt激活和寿命调控(Sci. Adv., 2020);6)发现神经组织线粒体应激信号可以通过Wnt信号通路调控生殖细胞中线粒体DNA拷贝数而提升子代的抗应激能力及寿命(Nat. Cell Biol., 2021, 封面)。该项目的研究扩展了我们对于Wnt通路参与线粒体应激和代谢调控的全新认识。
发育时期线粒体应激诱导长寿的表观调控机理研究
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批准号:31771333
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2017
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负责人:田烨
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依托单位:
国内基金
海外基金