基于组学特征谱探讨硒蛋白S对糖脂代谢与血管内皮功能的影响及机制
批准号:
82070831
项目类别:
面上项目
资助金额:
53.0 万元
负责人:
杜建玲
依托单位:
学科分类:
糖尿病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
杜建玲
中文摘要
糖脂代谢紊乱及其血管并发症发病机制复杂、尚未全面阐明,临床仍无完全有效的防治策略。硒蛋白S(SelS)的生物学功能具有组织异质性。我们体外研究发现,SelS通过调节内质网应激、氧化应激、凋亡及炎症反应参与糖脂代谢紊乱及血管病变的发生发展,但缺乏体内研究证实。本课题拟在此基础上,聚焦糖脂代谢枢纽和胰岛素作用的主要靶器官—肝脏和脂肪组织,首次构建肝脏/脂肪组织特异性SelS基因敲除小鼠模型,给予正常/高脂饮食,观察小鼠糖脂代谢及内皮功能情况,并利用转录和代谢组学方法,分析肝脏、脂肪以及内皮组织转录本和代谢网络的变化,体内验证课题组前期系列研究成果,同时探索调控肝脏/脂肪组织SelS对糖脂代谢与血管内皮功能影响的其他潜在机制。成果将为SelS生物学功能的体内研究提供可靠的动物模型,丰富糖尿病、脂代谢紊乱及其血管并发症的发病机制,并为SelS作为可针对多重心血管疾病危险因素的新药研发奠定理论基础。
英文摘要
In terms of the complication and the incomplete elucidation of the pathogenesis of glucolipid metabolic disorder and its vascular complications, comprehensive and effective clinical prevention and treatment strategies remain limited. It has been recognized that selenoprotein S (SelS) possesses the characteristic of tissue heterogeneity. Our previous in vitro studies indicated that SelS was involved in the occurrence and development of glucolipid metabolic disorders and vascular diseases by regulating endoplasmic reticulum stress, oxidative stress, apoptosis and inflammatory pathways, but we still lack further validation of in vivo studies. Therefore, in this study, we will focus on liver and adipose tissues, the glucolipid metabolism center and main target organs for insulin. We generate a model of liver/adipose-specific SelS knockout mice for the first time, and then feed them with normal/high fat diet as well as observe the glucolipid metabolism and endothelial functions. Meanwhile, the transcriptomic and metabolomic analysis of liver/adipose tissues and vascular endothelia will be performed to both validate the series of our previous in vitro results and delve into any other potential novel mechanisms of SelS in liver/adipose tissues on glucolipid metabolism and endothelial functions. Our results will offer a promising and reliable in vivo platform for the investigation on the biological function of SelS. Moreover, this study will not only enrich the pathological mechanism of diabetes, lipid metabolic disorders, and their vascular complications, but also provide the fundamental basis for SelS’s research and development as a new drug to target multiple risk factors of cardiovascular diseases.
糖脂代谢紊乱及其血管并发症机制复杂、尚未全面阐明,临床仍无完全有效的防治策略。硒蛋白S(SelS)的生物学功能具有组织异质性,前期研究提示SelS与糖脂代谢及血管病变密切相关,但缺乏体内研究证实。本课题聚焦糖脂代谢枢纽和胰岛素作用的主要靶器官—肝脏和脂肪组织,首次构建肝脏/脂肪组织特异性SelS基因敲除小鼠模型,给予正常饮食或高脂饮食(HFD),并借助转录和代谢组学方法,探索调控肝脏/脂肪组织SelS对糖脂代谢及内皮功能的影响及潜在机制。结果提示肝脏SelS敲除(SelS-LKO)促进肥胖,导致肝脏脂肪变性、IR和糖代谢紊乱。经体内外研究证实肝脏SelS可通过抑制蛋白激酶Cε的活化及内质网应激,增强肝脏胰岛素信号通路传导,进而改善糖脂代谢紊乱、IR和肝脏脂肪变性。与之相反,脂肪组织SelS敲除(SelS-AKO)可改善HFD诱导的小鼠体重增加、肝脏脂肪变性和IR。进而通过转录组学分析发现,肝脏SelS敲除促进鞘磷脂磷酸二酯酶3 mRNA表达、增加其编码的蛋白中性鞘磷脂酶2表达水平导致IR。非靶向脂质代谢组学分析提示,HFD喂养下,SelS-LKO小鼠肝脏上调的脂质代谢物以甘油三酯(TG)为主,下调的以溶血磷脂酰胆碱(LPC)为主。经验证,SelS-LKO可通过促进脂肪酸摄取、抑制脂肪酸氧化增加肝脏TG含量,并通过促进LPC-自分泌运动因子-溶血磷脂酸轴的作用,激活细胞外调节蛋白激酶、抑制过氧化物酶体增殖物激活受体α,从而抑制肝因子成纤维生长因子21-脂肪因子脂联素轴介导肝脏和脂肪组织器官间对话加重肝脏脂肪变性及IR。糖脂代谢是内皮功能的重要影响因素,本研究还应用可诱导动脉粥样硬化模型的西式饮食喂养SelS-LKO和SelS-AKO小鼠,以期全面揭示SelS对内皮功能的影响机制。上述成果为SelS生物学功能的体内研究提供可靠的动物模型,丰富糖脂代谢紊乱的发病机制,并为靶向SelS防治糖脂代谢紊乱相关疾病的新药研发开辟新路。
糖尿病血管内皮仿生微环境下多因素内皮损伤及硒蛋白S抗氧化保护分子机制
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批准号:81570727
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项目类别:面上项目
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资助金额:52.0万元
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批准年份:2015
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负责人:杜建玲
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依托单位:
微泡声学造影剂联合单抗介导sels基因定向转染抗2型糖尿病性动脉粥样硬化研究
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批准号:30970841
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项目类别:面上项目
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资助金额:33.0万元
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批准年份:2009
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负责人:杜建玲
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依托单位:
淀粉样肽/蛋白机制与内皮细胞保护研究
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批准号:30670649
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项目类别:面上项目
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资助金额:8.0万元
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批准年份:2006
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负责人:杜建玲
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依托单位:
国内基金
海外基金