生物钟基因Per3调控小鼠衰老的机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31701028
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    颉孝贤
  • 依托单位：
    浙江工业大学
  • 学科分类：
    C1106.衰老与生物节律
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The circadian clock is essential for regulating the processes of aging. Recent studies identified that circadian clock gene Per3 is closely associated with aging. However, the mechanism of Per3 gene in regulating aging is still unknown. In our previous study, we found that Per3 knockout in mice altered all the components in SIRT3-SOD2/IDH2 pathway. Thus, we hypothesize that Per3 regulates the process of aging through SIRT3-SOD2/IDH2 pathway in mice. In this proposal, we will use Per3 knockout mice to investigate the role of Per3 on physiological indexes, circadian rhythms, and aging of diverse organs. Further, the project will explore the role of Per3 in regulating ultrastructural damage, especially mitochondria, and SIRT3-SOD2/IDH2 pathway. Moreover, we will use hepatic cells isolated from wild-type and Per3 knockout mice to investigate the actions of Per3 gene on the pathway of SIRT3-SOD2/IDH2. These findings will provide important data for clarifying the mechanism that Per3 regulates the processes of aging, and provide new ideas for further study on the role of circadian clock in aging, and improving the health of the elderly in future.
生物钟在机体衰老的调节中起着至关重要的作用。近年的研究表明，Per3基因与衰老有着密切的关联，但其对衰老的调节机制尚不明确。我们的前期工作发现Per3敲除造成了小鼠组织中SIRT3-SOD2/IDH2通路所有成份的变化。因此，我们推测Per3可能通过SIRT3-SOD2/IDH2通路调控小鼠的衰老。本项目将利用Per3敲除小鼠，在体内分析Per3对小鼠的生理指标及昼夜节律和器官衰老的作用，并阐明Per3对小鼠组织线粒体超微结构损伤及SIRT3-SOD2/IDH2通路的调节，进一步结合细胞水平Per3对SIRT3-SOD2/IDH2通路调控分析，综合阐明Per3对小鼠衰老的调控机制，为生物钟基因对衰老的调控作用及提高老龄人的身体健康研究提供参考。

结项摘要

生物钟在机体衰老的调节中起着至关重要的作用。近年的研究表明，Per3基因与衰老有着密切的关联，但其对衰老的调节机制尚不明确。本项目在小鼠整体水平分析Per3对衰老的作用，分析线粒体结构损伤和Per3与线粒体能量代谢之间的关联，分析Per3敲除对NAD+-SIRT3通路的影响，进一步分析Per3对细胞自噬和线粒体数量的作用，明确Per3敲除导致线粒体机能退化的原因。最后在细胞水平和分子水平阐明Per3基因对细胞衰老的调控是否需要NAD+-SIRT3通路介导及其对通路的调控机制。通过三年研究，我们阐明了Per3调控小鼠衰老相关指标的生理机制，深入发现Per3通过影响NAD+的含量调控SIRT3酶活性的分子机制，进一步影响线粒体的自噬和线粒体的数量以调控线粒体的能量产生机能。结合线粒体的氧化还原指标分析表明，Per3通过调控线粒体的氧化损伤和功能的退化等调控小鼠衰老的表型。Per3对线粒体退化等的作用研究是衰老调控的范畴，对中国人口老龄化这一大难题的解决有一定的借鉴意义。因此，从生物钟角度解析衰老的生物学问题，展开对衰老调节的相关研究将为提高老龄人的身体健康提供重要参考。生物钟可以调控生物体的生理和行为节律、免疫能力及内分泌等几乎所有的方面，昼夜节律紊乱可加速机体衰老发生的进程。所以，生物钟对衰老的作用极为重要，但目前生物钟系统组成的基因功能还没有完全被解析，与衰老关联的信号通路报道较少。因此，以生物钟基因的功能结合信号通路进行衰老调节的研究将为阐明生物钟在衰老过程的机制研究提供依据。

项目成果

期刊论文数量（10）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Exposure to jet lag aggravates depression-like behaviors and age-related phenotypes in rats subject to chronic corticosterone
暴露于时差会加重慢性皮质酮大鼠的抑郁样行为和与年龄相关的表型
  • DOI：
    10.1093/abbs/gmz070
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Acta Biochimica et Biophysica Sinica
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Shen Qichen;Wu Junli;Ni Yuehan;Xie Xiaoxian;Yu Chunan;Xiao Qingfeng;Zhou Jiafeng;Wang Xia;Fu Zhengwei
  • 通讯作者：
    Fu Zhengwei
Effect of chronic corticosterone-induced depression on circadian rhythms and age-related phenotypes in mice
慢性皮质酮诱导的抑郁症对小鼠昼夜节律和年龄相关表型的影响
  • DOI：
    10.1093/abbs/gmy132
  • 发表时间：
    2018-12-01
  • 期刊：
    ACTA BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA SINICA
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Ma, Lingyan;Shen, Qichen;Fu, Zhengwei
  • 通讯作者：
    Fu, Zhengwei
Depression-like behaviors are accompanied by disrupted mitochondrial energy metabolism in chronic corticosterone-induced mice
慢性皮质酮诱导的小鼠的抑郁样行为伴随着线粒体能量代谢紊乱
  • DOI：
    10.1016/j.jsbmb.2020.105607
  • 发表时间：
    2020-02
  • 期刊：
    Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology
  • 影响因子：
    4.1
  • 作者：
    Xie Xiaoxian;Shen Qichen;Yu Chunan;Xiao Qingfeng;Zhou Jiafeng;Xiong Ze;Li Zezhi;Fu Zhengwei
  • 通讯作者：
    Fu Zhengwei
Crocin-I alleviates the depression-like behaviors probably via modulating "microbiota-gut-brain" axis in mice exposed to chronic restraint stress
Crocin-I 可能通过调节暴露于慢性束缚应激的小鼠的“微生物群-肠-脑”轴来减轻抑郁样行为
  • DOI：
    10.1016/j.jad.2020.07.041
  • 发表时间：
    2020-11-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF AFFECTIVE DISORDERS
  • 影响因子：
    6.6
  • 作者：
    Xiao, Qingfeng;Shu, Ruonan;Fu, Zhengwei
  • 通讯作者：
    Fu, Zhengwei
Nicotinamide mononucleotide ameliorates the depression-like behaviors and is associated with attenuating the disruption of mitochondrial bioenergetics in depressed mice
烟酰胺单核苷酸可改善抑郁症样行为，并与减轻抑郁小鼠线粒体生物能的破坏有关
  • DOI：
    10.1016/j.jad.2019.11.147
  • 发表时间：
    2020-02-15
  • 期刊：
    JOURNAL OF AFFECTIVE DISORDERS
  • 影响因子：
    6.6
  • 作者：
    Xie Xiaoxian;Yu Chunan;Fu Zhengwei
  • 通讯作者：
    Fu Zhengwei

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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