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Cdc25A调控光感受器细胞核内PKM2 磷酸化的水平促进鼠视网膜瓦格堡效应机制的研究

批准号:
81700849
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
韩国鸽
依托单位:
学科分类:
视网膜、脉络膜及玻璃体相关疾病
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
肖博、何美芹、梁旭、危平辉、陈曦、刘玉燕、郭婧

项目摘要

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项目成果

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中文摘要
瓦格堡效应是指肿瘤细胞有氧情况下,主要通过糖酵解途径作为细胞的主要能量来源,此效应也发生在正常视网膜组织中,其机制尚不清楚。我们前期研究表明在作为具有快速代谢以及高能量消耗特点的视网膜细胞中,光感受器中表达的丙酮酸激酶M2(PKM2)可能是视网膜瓦格堡效应关键激酶,并且其磷酸化形式可能发挥重要作用。近期研究显示,增生组织中细胞分裂周期蛋白25 A(Cdc25A)可以与磷酸化PKM2相互作用,促进糖酵解基因相关基因如PKM2表达。由于光感受器细胞的大量膜的更新和盘膜脱落,前期数据提示Cdc25A可能同样表达于视网膜光感受器细胞中, 因此提出机制假设,光感受器细胞表达的Cdc25A可以在细胞核内通过移除底物PKM2磷酸化基团,激活核内PKM2基因表达,调节丙酮酸激酶(PK)活性。本项目拟在鼠模型中,分析Cdc25A调控鼠光感受器细胞核核内PKM2 磷酸化具体机制,为视网膜代谢相关疾病提供理论。
英文摘要
Warburg effect defines proliferating or tumor cell even in the presence of oxygen switches its metabolic pattern to glycolysis pathway and this effect also applies to the normal retina tissue, but the mechanism remains unclear. Our previous research indicated that retinal photoreceptors cells are highly metabolic and its pyruvate kinase M2 (especial in its phosphate form) takes essential role in promoting Warburg effect. In addition, Cell divison clycle 25 has also been proved to interact with phosphate PKM2 in proliferating tissue, thereby accelerating glycolysis related gene such as LDHA expression. Since photoreceptors characterized by membrane disc regeneration, adding to our recent data that also demonstrated that Cdc25A expressed in retinal photoreceptors, we hypothesized that Cdc25A dephosphorlates phosphate-PKM2 thereby activating nuclear PKM2 gene expression and controlling pyruvate kinase activity. This proposal aim to investigate the underlying mechanism by which PKM2 dephosphorylated by Cdc25A and provide theoretical strategy in retinal energy metabolism related disease.
瓦格堡效应是指肿瘤细胞有氧情况下,主要通过糖酵解途径作为细胞的主要能量来源,此效应也发生在正常视网膜组织中,其具体机制及其在体动物模型以及人体疾病模型中代谢印迹特征仍不清楚。. 研究显示,Cdc25A蛋白主要表达于富含Rhodopsin的光感受器细胞以及胶质细胞穆勒细胞核中。光照刺激后细胞质内的p-PKM2-Tyr105在明显减少并伴随丙酮酸激酶活性明显降低。在GST-Cdc25A融合蛋白寻找可能的与PKM2磷酸化底物结合的位点包括(Tyr 105以及Ser37)实验中,我们更换了多种不同单克隆蛋白,但与阳性对照相比,印迹试验抗体信号较弱,之后我们多次优化抗体滴度以及浓缩蛋白浓度后,未能获得可靠的分析的信号。由于光损伤模型对试验动物大鼠视网膜造成的光感受器损伤的出现了较大的个体差异,不能实现标准化的均一刺激因素的处理。故现在将动物疾病模型,改变为更具临床意义的大鼠脉络膜新生血管模型。建立较为理想的CNV动物模型,对深入研究CNV的病理生理改变十分必要,也有利于临床治疗CNV药物的开发研究。. 在建立CNV模型后,我们研究小组分别分析了大鼠血浆,房水,玻璃体,视网膜,脉络膜中的糖代谢以及瓦格堡效应相关代谢产物的分析;同时进行了脂质代谢分析,发现酰基肉碱在CNV发生发展过程中发挥重要作用。我们应用酰基肉碱转移酶CPTI抑制剂甲基-GBB(Methy-GBB)不同浓度和作用时间下,显示了其对L-carnitien和Acyl carnitine 在视网膜细胞水平变化的影响。有意思的是,脉络膜新生血管动物模型血浆、视网膜组织中以及年龄相关性黄斑变性患者标本中,发现脂肪酸代谢紊乱为其主要代谢印迹特征表现为:长链酰基肉碱升高、短链脂肪酸(SCFA)大量减少。其二者浓度改变均可影响视网膜瓦格堡效应中糖代谢并对其进行重编程。本次研究全新揭示视网膜瓦格堡理论,对今后神经能量治疗临床研究的具有指导意义。
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
Metabolomic Profiling of the Aqueous Humor in Patients with Wet Age-Related Macular Degeneration Using UHPLC-MS/MS
使用 UHPLC-MS/MS 对湿性年龄相关性黄斑变性患者的房水进行代谢组学分析
DOI: 10.1021/acs.jproteome.0c00036
发表时间: 2020-06-05
期刊: JOURNAL OF PROTEOME RESEARCH
影响因子: 4.4
作者: [Han, Guoge, Wei, Pinghui, Chu, Yanhua]
通讯作者: Chu, Yanhua
DOI: --
发表时间: 2019
期刊: 国际眼科纵览
影响因子: --
作者: [危平辉, 韩国鸽]
通讯作者: 韩国鸽
DOI: --
发表时间: 2020
期刊: 眼科新进展
影响因子: --
作者: [何美芹, 韩国鸽, 危平辉]
通讯作者: 危平辉
DOI: 10.1016/j.exer.2020.107919
发表时间: 2020-02-01
期刊: EXPERIMENTAL EYE RESEARCH
影响因子: 3.4
作者: [Wei, Pinghui, He, Meiqin, Han, Guoge]
通讯作者: Han, Guoge
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