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细胞特异性Met/MetSO酶控平衡对脂质代谢及动脉粥样硬化的干预机制研究

批准号:
82070471
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
喻红
依托单位:
学科分类:
动脉粥样硬化与动脉硬化
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
喻红

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
蛋白质中甲硫氨酸(Met)与其氧化产物甲硫氨酸亚砜(MetSO)的可逆转变是一种特殊的氧还修饰调节,细胞特异的甲硫氨酸亚砜还原酶A(MsrA)催化MetSO还原。有证据,Met/MetSO的酶控平衡具有抗氧化应激及调节靶蛋白功能活性的作用,但疾病过程中组织特异性Met氧还修饰靶蛋白特征并不明确。我们前期工作发现,不同手段提高肝细胞、巨噬细胞MsrA活性可显著降低ROS水平、抑制炎症、改善细胞脂质转运功能,并有效减少小鼠动脉粥样硬化(As)斑块,但对不同模型小鼠脂代谢的调控靶点和途径并不一样。故本项目特别构建了MsrA基因敲除小鼠,拟借助慢病毒感染、骨髓移植和硫氧化修饰蛋白组学技术,选择性于肝细胞或巨噬细胞中表达MsrA,探讨在应激下特定细胞Met/MetSO酶控平衡对脂代谢、炎症相关的关键靶蛋白及信号的调控,以期从蛋白质Met氧还修饰角度揭示对As的干预机制,为As抗氧化防治提供新依据。
英文摘要
Oxidation of methionine (Met) and reversible reduction of its oxidized product, methionine sulfoxide (MetSO) in proteins, constitute a special redox regulation, in which MetSO reduction is catalyzed by a specific intracellular enzyme, named as methionine sulfoxide reductase A (MsrA). There is evidence that Met/MetSO enzymatic-controlled equilibrium acts as an important mechanism for protecting cells from oxidative stress and regulation of target protein function. However, the characteristics of target proteins regulated by cell-specific redox modification during the process of disease are not clear. Our previous study showed that different approaches to improve the MsrA activity of hepatocytes or macrophages could significantly decrease reactive oxygen species (ROS) level, inhibit inflammation, improve cellular lipid transport, and obviously reduce atherosclerotic plaques in mouse models, but the targets and pathways for regulating lipid metabolism in different mice were not exactly the same. Therefore, we specially generate MsrA knockout mice as model, MsrA could be specifically expressed in hepatocytes or macrophages by means of lentivirus infection, bone marrow transplantation and redox proteomics of protein-bound Met oxidation, to explore the regulation of cell-specific Met/MetSO enzymatic-controlled equilibrium on the target proteins and signaling pathways which related with lipid metabolism and inflammation under stress. These studies will shed light on the intervention mechanism of atherosclerosis from the perspective of protein Met redox modification, and provide a new basis for the antioxidative strategy in the prevention and treatment of atherosclerotic cardiovascular diseases.
蛋白质中甲硫氨酸(Met)与其氧化产物甲硫氨酸亚砜(MetSO)的可逆转变是一种特殊的氧还修饰调节。细胞内MetSO还原酶A(MsrA)特异还原MetSO而具有抗氧化应激及调节蛋白功能的作用,但疾病过程中组织特异性Met氧还修饰的重要靶蛋白及其调节特征尚不明确。本课题重点关注肝细胞、巨噬细胞MsrA介导的Met/MetSO氧还平衡调控的重要靶蛋白及对动脉粥样硬化(As)等代谢性疾病的干预机制,以期从蛋白质Met氧还信号角度提供抗氧化防治的新依据。.本项目构建了C57BL6背景的MsrA基因敲除(MsrA-/-)小鼠、ApoE-/-MsrA-/-(DKO)小鼠为Met/MetSO失衡的Oximouse模型,利用病毒载体、骨髓移植术(BMT)等分别靶向肝细胞或巨噬细胞MsrA开展体内外实验,建立MetSO修饰蛋白质组学方法筛选细胞MsrA的重要底物分子,探讨其对脂质代谢及As的干预作用与机制。研究发现:① MsrA-/-小鼠的血脂、ROS及炎症水平随年龄而升高,并敏感发生代谢性脂肪肝病及心肾损伤;DKO小鼠表现更显著肝脂质沉积、炎症及As斑块,从而建立了一种代谢性疾病敏感的小鼠模型;②MsrA-/-小鼠肝脏MsrA表达可明显减少肝脂质沉积、纤维化及巨噬细胞浸润,其作用涉及降低ROS水平、Nox氧化酶和炎症相关基因的表达水平,升高抗氧化酶PON1和硫氧还蛋白Trx1的表达与活性,以及改变LDLR、ABCA1、ABCG5/8等脂质相关基因表达水平。进一步在DKO小鼠肝特异表达MsrA,也证实MsrA的上述作用是其减轻肝脂肪变与炎症以及As斑块的主要机制;③分别以MsrA-/-小鼠、ApoE-/-小鼠和DKO小鼠为受体鼠,采用BMT靶向巨噬细胞表达或缺失MsrA,可见髓源性MsrA显著调节骨髓细胞及循环中有核细胞的NF-κB炎症信号通路,Nox2、ApoAI和PON1蛋白水平与活性等,从而影响主动脉壁巨噬细胞浸润和As斑块;④以酶催化邻近标记法设计MsrA-TurboID重组载体,利用biotin标记、亲和富集及质谱鉴定,筛选出肝细胞和巨噬细胞MsrA的底物蛋白;我们关注了不同细胞中MEK1/2、TIM44、Mrps35、TRIM31等可能的MsrA底物分子,同步进行靶分子互作与功能分析。此机制研究将有助于揭示氧还平衡调节的重要性而发展为代谢性心血管疾病的新防治策略。
巨噬细胞Trx1的非MsrA调节信号对动脉粥样硬化的作用及机制
  • 批准号:
    82370468
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    49万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    喻红
  • 依托单位:
“失功能”HDL调节巨噬细胞脂噬通路的新机制
  • 批准号:
    81670423
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    喻红
  • 依托单位:
重塑HDL抗氧化策略对动脉粥样硬化的干预研究
  • 批准号:
    81270364
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    75.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    喻红
  • 依托单位:
巨噬细胞MsrA的靶向调控对动脉粥样硬化的干预研究
  • 批准号:
    30971217
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    32.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    喻红
  • 依托单位:
国内基金
海外基金