内源性H2S促进SIRT3线粒体转位调控糖尿病心肌糖脂代谢的研究

批准号:
81670344
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
张伟华
依托单位:
学科分类:
H0207.心肌炎和心肌病
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
卢方浩、吴继超、杨帆、孙宇、刘宁、张林雪
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中文摘要
高糖高脂是诱导糖尿病心肌病的主要原因,目前研究集中在其诱导心肌细胞凋亡及自噬,葡萄糖和脂肪酸代谢异常引发糖尿病心肌病的机制尚不清楚。研究证实H2S具有广泛的生物学功能,可调控蛋白乙酰化和多硫化,从而影响细胞功能。我们前期结果证实,db/db小鼠心肌组织中H2S含量降低,LC-MS结果证实糖脂代谢关键酶乙酰化水平改变,给予外源性H2S后,其关键酶乙酰化水平及活性逆转,心脏功能明显改善。我们推测“内源性H2S通过调控Nampt活性,增加SIRT3活性并促进其线粒体转位,调控心肌线粒体脂肪酸氧化向葡萄糖氧化转变,从而改善线粒体多重功能,启动糖尿病心肌的保护作用”。本项目以db/db小鼠心肌和乳鼠心肌细胞为研究对象,揭示H2S如何调控SIRT3的基因表达并参与调控线粒体糖脂代谢的转化,阐明对糖尿病心肌细胞保护作用的机制。本课题在器官、细胞、线粒体及分子水平上阐明H2S防治糖尿病心肌病的新机制。
英文摘要
Hyperglycemia and hyperlipidemia are the main reasons to induce diabetic cardiomyopatthy(DCM). At present, the studies focus on the apoptosis and autophage in DCM. However, it is neglected to research glucose and fatty acid metabolism in DCM. H2S has extensive biological functions, including acelyation and polysulfide for proteins. Our previous LC-MS results demonstrated that acelyation to the key enzymes for glucose and fatty acid metabolism has been increased in db/db mice, whereas, exogenous H2S reversed acelyation of these enzymes, ameolirating the cardiac functions. We hypothesize “ Endogenous H2S regulates the activity of Nampt and NAD+/NADH level to increase the expression and activity SIRT3 and SIRT1 and promoting SIRT3 translocation to mitochondria and SIRT1 tanslocation to nuclei to modulating glucose and fatty acid metabolism and effect on mitochondrial functions and initiates the protection against DCM.” Db/db mice and rat neonatal cardiomyocytes as experimental model, this grant is tested that H2S is involved in regulating the expression of SIRT3 and how its gene is modulated. We also confirmed that H2S affect glucose and fatty acid metabolism to protect diabetic cardiomyopathy.The goal of this study is to investigate the protective role and its mechanisms of H2S and to provide a new idea to therapy in diabetic cardiomyopathy.
高糖高脂是诱导糖尿病心肌病的主要原因,目前研究集中在其诱导心肌细胞凋亡及自噬,葡萄糖和脂肪酸代谢异常引发糖尿病心肌病的机制尚不清楚。研究证实H2S具有广泛的生物学功能,可调控蛋白乙酰化和多硫化,从而影响细胞功能。我们前期结果证实,db/db小鼠心肌组织中H2S含量降低,LC-MS结果证实糖脂代谢关键酶乙酰化水平改变,给予外源性H2S后,其关键酶乙酰化水平及活性逆转,心脏功能明显改善。我们推测“内源性H2S通过调控Nampt活性,增加SIRT3活性并促进其线粒体转位,调控心肌线粒体脂肪酸氧化向葡萄糖氧化转变,从而改善线粒体多重功能,启动糖尿病心肌的保护作用”。我们的研究采用db/db小鼠心肌和乳鼠心肌细胞为研究对象,我们的结果证实,外源性H2S增加了db/db小鼠心肌组织中H2S的含量,减轻了CSE蛋白的降解;外源性H2S可以提高db/db小鼠中NAD+/NADH的比值而促进SIRT3的表达,从而降低db/db小鼠线粒体糖脂代谢关键酶乙酰化水平而改善能量底物代谢酶活性,增加葡萄糖有氧氧化、降低脂肪酸代谢,从而调控心肌能量底物代谢从对脂肪酸β-氧化的利用转换成葡萄糖氧化;外源性H2S可以提高SIRT3的活性和表达降低线粒体呼吸链相关酶乙酰化水平,改善线粒体功能。外源性H2S可以降低高糖高脂诱导的心肌细胞线粒体分裂;通过多硫化修饰促进USP8的表达,从而促进Parkin去泛素化,增强心肌细胞的线粒体自噬发生。外源性H2S可以改善db/db小鼠心肌细胞中内质网应激,改善db/db小鼠心脏舒缩功能;H2S通过对MuRF1的泛素化作用降低与心肌结构蛋白MYH6和MyL2的相互作用,减轻了糖尿病心脏心肌结构的降解。本课题在器官、细胞、线粒体及分子水平上阐明H2S防治糖尿病心肌病的新机制。
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
CaSR activates PKCδ to induce cardiomyocyte apoptosis via ER stress-associated apoptotic pathways during ischemia/reperfusion
CaSR 激活 PKC δ,通过缺血/再灌注期间 ER 应激相关的细胞凋亡途径诱导心肌细胞凋亡
DOI:10.3892/ijmm.2019.4255
发表时间:2019-09-01
期刊:INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR MEDICINE
影响因子:5.4
作者:Liu, Chong;Li, Huanming;Zhang, Weihua
通讯作者:Zhang, Weihua
Exogenous H2S switches cardiac energy substrate metabolism by regulating SIRT3 expression in db/db mice
外源 H2S 通过调节 db/db 小鼠 SIRT3 表达来改变心脏能量底物代谢
DOI:10.1007/s00109-017-1616-3
发表时间:2018-04-01
期刊:JOURNAL OF MOLECULAR MEDICINE-JMM
影响因子:4.7
作者:Sun, Yu;Tian, Zhiliang;Zhang, Weihua
通讯作者:Zhang, Weihua
Exogenous H2S Protects Against Diabetic Cardiomyopathy by Activating Autophagy via the AMPK/mTOR Pathway
外源性 H2S 通过 AMPK/mTOR 途径激活自噬来预防糖尿病心肌病
DOI:10.1159/000481758
发表时间:2017-01-01
期刊:CELLULAR PHYSIOLOGY AND BIOCHEMISTRY
影响因子:--
作者:Yang, Fan;Zhang, Linxue;Lu, Fanghao
通讯作者:Lu, Fanghao
Exogenous H(2)S facilitating ubiquitin aggregates clearance via autophagy attenuates type 2 diabetes-induced cardiomyopathy.
外源性 H2S 通过自噬促进泛素聚集体清除,减轻 2 型糖尿病引起的心肌病
DOI:10.1038/cddis.2017.380
发表时间:2017-08-10
期刊:Cell death & disease
影响因子:9
作者:Wu J;Tian Z;Sun Y;Lu C;Liu N;Gao Z;Zhang L;Dong S;Yang F;Zhong X;Xu C;Lu F;Zhang W
通讯作者:Zhang W
Exogenous H2S reduces the acetylation levels of mitochondrial respiratory enzymes via regulating the NAD( )-SIRT3 pathway in cardiac tissues of db/db mice
外源 H2S 通过调节 db/db 小鼠心脏组织中的 NAD( )-SIRT3 通路降低线粒体呼吸酶的乙酰化水平
DOI:10.1152/ajpendo.00326.2018
发表时间:2019
期刊:American Journal of Physiology - Endocrinology And Metabolism
影响因子:--
作者:Sun Yu;Teng Zongyan;Sun Xiaojiao;Zhang Linxue;Chen Jian;Wang Bingzhu;Lu Fangping;Liu Ning;Yu Miao;Peng Shuo;Wang Yan;Zhao Dechao;Zhao Yajun;Ren Huan;Cheng Zhongyi;Dong Shiyun;Lu Fanghao;Zhang Weihua
通讯作者:Zhang Weihua
气体分子H2S调控VCP/CIDE-c/LAMP2通路促进糖尿病心肌脂滴代谢的研究
- 批准号:82270359
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:52万元
- 批准年份:2022
- 负责人:张伟华
- 依托单位:
硫化氢调控Hrd1-DGAT-Sirt6途径减少糖尿病心肌脂质沉积的新机制
- 批准号:81970317
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:张伟华
- 依托单位:
气体分子硫化氢调控线粒体重塑影响糖尿病动脉内皮细胞线粒体自噬发生的机制
- 批准号:81370421
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:70.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:张伟华
- 依托单位:
钙敏感受体调控内源性H2S抑制糖尿病血管平滑肌细胞增殖的研究
- 批准号:81170289
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:张伟华
- 依托单位:
钙敏感受体和蛋白激酶C的相互作用与心肌缺血后处理保护作用的关系
- 批准号:30700288
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:17.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:张伟华
- 依托单位:
国内基金
海外基金
