营养感受器OLA1的代谢调控机制研究

批准号:
81770846
项目类别:
面上项目
资助金额:
56.0 万元
负责人:
Gary Guishan Xiao
依托单位:
学科分类:
H0709.能量代谢调节异常与肥胖
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
施正政、马春燕、刘建洲、曹敏、黄晶、缪晓宇、杨青
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中文摘要
肥胖是威胁人类健康的全球问题,引起肥胖的分子机理不清楚。本团队研究发现,Obg家族和YchF亚家族P环GTP酶(OLA1)是一种tRNA结合蛋白,其GTPase活性能够被空载的tRNA所激活,此种tRNA是氨基酸缺乏时替代分子。我们发现敲除或敲低OLA1的细胞AA饥饿应答减弱。而且发现OLA1 KO小鼠体型小且瘦; OLA1可能是GSK3β的一种新的抑制物。因此,我们提出科学假说,OLA1可能是第三代饥饿时细胞对氨基酸需求的传感器,并且可能是抗肥胖药物新的靶位点。为此提出以下三个目标:(1)通过体外细胞实验和体内OLA1 KO小鼠实验确定OLA1是氨基酸的饥饿传感器;(2)通过稳定性敲除OLA1产生的瘦型小鼠研究OLA1是不是全身能量代谢的关键调节因素;(3)通过建立可诱导的OLA1敲除小鼠来研究OLA1是否可以作为抗肥胖新的靶位点。此研究将为开发以OLA1为靶点的抗肥胖新药奠定科学基础。
英文摘要
Obesity is a life-threaten disease, which has been a serious human health concern world-wide, and the exact molecular mechanism that causes obesity is unclear. A recent study from our group found that the P-loop GTPase (OLA1) of the Obg family and the YchF subfamily is a tRNA-binding protein whose GTPase activity can be activated by the unloaded tRNA, which is an alternative molecule when the amino acid is deficient. We found that knockout or knockdown of OLA1 cells decreased the AA starvation response At the cellular level, and found that OLA1 KO mice were small in size and lean, and OLA1 may be also found a novel inhibitor of GSK3β. We thus hypothesized that OLA1 may be the third generation of nutrient sensor as cells respond to amino acid deficient, and may be a new target for anti-obesity drugs. We then propose three specific aims in order to test our hypothesis: 1) to identify that the OLA1 is a starvation sensor for deficiency in amino acids by in vitro cell experiments and in vivo OLA1 KO mice; 2) to determine whether OLA1 is a key metabolic regulator governing whole-body energy metabolism in the lepthenotype mice produced by stably knocked-out OLA1; and 3) to investigate whether OLA1 can be developed as a new target of anti-obesity drugs by establishment of an inducible OLA1 knockout mouse. Completion of this project will lay the scientific foundation for development of anti-obesity new drugs targeting OLA1 in future.
肥胖是威胁人类健康的全球问题。引起肥胖的分子机理不清楚。本项目研究发现,Obg家族和YchF亚家族P环GTP酶(OLA1)是一种tRNA结合蛋白,其GTPase活性能够被空载的tRNA所激活,此种tRNA是氨基酸缺乏时替代分子。同时发现敲除或敲低OLA1的细胞AA饥饿应答减弱。而且发现OLA1 KO小鼠体型小且瘦; OLA1可能是GSK3β的一种新的抑制物。通过运用CRISPER-Cas9技术构建的MEF-OLA1 KO体外细胞系实验,OLA1-KO和WT在MEF-OLA1 KO细胞系,缺乏Leu 、Lys、Met及缺乏非必须氨基酸Arg时,发现缺乏必须氨基酸时能够显著提高OLA1的mRNA水平,并能够诱导eIF2α磷酸化及ATF表达升高,缺乏非必须氨基酸,不会导致OLA1及营养缺乏通路的改变,这一点跟GCN2对氨基酸感受相反。这些结果暗示OLA1是饥饿时细胞内氨基酸的饥饿传感器;通过稳定性敲除OLA1产生的瘦型小鼠研究发现,OLA1在全身能量代谢起关键调节作用。发现在禁食和再摄食的 LKO 小鼠组织内信号通路,即除 Akt-GSK-GS 通路外,还有Hedgehog-HHIP通路。由于新冠疫情严重影响,还有剩余工作正进行中,包括OLA1引起的详细的代谢重编程机制正在验证中,分析在禁食和再摄食状态下 LKO 小鼠脂肪合成机制进行中。本项目研究成果对改善肥胖糖尿病及其综合征(如癌症)的诊断与精准治疗应用前景巨大。
期刊论文列表
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会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2021
期刊:Pharmacological research
影响因子:--
作者:Xufeng Tao;Hong Xiang;Yue Pan;Dong Shang;Junchao Guo;Ge Gao;Gary Guishan Xiao
通讯作者:Gary Guishan Xiao
DOI:--
发表时间:2021
期刊:大连理工大学学报
影响因子:--
作者:张运秋;潘悦;陶旭锋;肖桂山
通讯作者:肖桂山
DOI:10.13294/j.aps.2021.0011
发表时间:2021
期刊:生理学报
影响因子:--
作者:陶旭锋;Vay Liang W Go;肖桂山
通讯作者:肖桂山
DOI:--
发表时间:2019
期刊:大连理工大学学报
影响因子:--
作者:缪晓宇;刘建洲;杨青;肖桂山
通讯作者:肖桂山
Obg-like ATPase 1 enhances chemoresistance of breast cancer via activation of TGF-β/Smad axis
Obg 样 ATPase 1 通过激活 TGF-β/Smad 轴增强乳腺癌的化疗耐药性
DOI:--
发表时间:2020
期刊:Frontier in Pharmacology
影响因子:--
作者:Liu J;Miao X;Xiao B;Huang J;Tao X;Zhang J;Xiao GG
通讯作者:Xiao GG
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