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circRNA_0114605调控miRNA-29b在水通道蛋白4介导的1,2-二氯乙烷中毒性脑水肿中的作用机制研究
结题报告
批准号:
81872601
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
黄振烈
依托单位:
学科分类:
H3002.职业卫生与职业病学
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
邢秀梅、李国樑、钟怡洲、梁博萱、马超亚、李琼、黄曼琪、吴洁姣、江亮
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中文摘要
1,2-二氯乙烷(1,2-DCE)中毒性脑水肿严重危害我国职业工人健康,防治的关键在于阐明中毒机制和寻找早期生物学标志。水通道蛋白4(AQP4)在脑水肿中发挥核心作用,微小RNA(miRNA)和环状RNA(circRNA)调控AQP4影响1,2-DCE中毒性脑水肿发生发展鲜见报道。本项目在构建1,2-DCE中毒性脑水肿细胞和动物模型的基础上,应用AQP4高表达质粒或CRISPR-Cas9抑制、miR-29b mimic或抑制剂、circRNA_0114605高表达质粒或siRNA、野生型和基因工程小鼠以及不同暴露水平的人群和病例,从正向和反向在细胞、动物和人群三个水平探讨1,2-DCE通过下调circRNA_0114605的表达促进miR-29b对AQP4的负性调控,AQP4的功能改变介导中毒性脑水肿的发生发展,揭示1,2-DCE中毒性脑水肿发生发展的分子机制和发现生物学标志及治疗靶标。
英文摘要
Brain edema caused by 1,2-dichloroethane (1,2-DCE) exposure induces adverse health effects on occupational workers in China. The key to preventing this disease is to elucidate the poisoning mechanisms and to find early biomarkers. Aquaporin 4 (AQP4) plays a central role in brain edema. There are currently few investigative publications on the role of AQP4 and its microRNAs (miRNAs) and circleRNAs (circRNAs) regulation mechanisms in the occurrence and progression of 1,2-DCE-induced brain edema. Our preliminary results have established cell and animal models for brain edema treated with 1,2-DCE and/or its metabolites. Based on these results, we are going to study the role of circRNA_0114605-regulated miRNA-29b on the AQP4 and its function in the 1,2-DCE-induced brain edema on three levels of cell, animal, exposure population and poisoning cases, respectively. First, an in vitro cell model was applied to analyze the pattern of miRNA-29b and circRNA_0114605 regulations on AQP4 and its function in 1,2-DCE-induced brain edema in the presence or absence of high expression plasmid of AQP4 or CRISPR-Cas9 application, the miRNA-29b mimic or inhibitor, high expression plasmid or siRNA of circRNA_0114605, respectively. Then, miRNA-29b and AQP4 wild type and knockout mice were used to confirm the pattern of AQP4 expression and its regulation by miRNA-29b, as well as to explore the key molecular pathways between the miRNA-29b alteration and pathological change in brain edema induced by 1,2-DCE by using proteomic analysis. Finally, an occupational epidemiology study with healthy exposed subjects and poisoning cases was carried out to confirm the results of the in vitro and in vivo studies. This study will shed light on the role of AQP4 and its miRNA and circRNA regulations in 1,2-DCE-induced brain edema. It will also provide scientific evidence on targets for the development of biomarkers and treatment of this occupational hazard.
1,2-二氯乙烷(1,2-DCE)是一种普遍存在的环境污染物,过量的高浓度接触1,2-DCE可致动物和人类的中毒性脑水肿。表观遗传调控是1,2-DCE致脑水肿发生的重要机制之一。CircRNA作为转录后剪切生成的一类重要的非编码环状RNA分子,可通过miRNA调控下游靶基因的表达进而影响蛋白功能。但目前circRNA是否可以调控miR-29b影响AQP4的表达在1,2-DCE致中毒性脑水肿发挥作用尚不明确。通过对人源性星形胶质细胞(SVG p12)进行1,2-DCE(0、12.5、25.0、50.0 μM)处理。应用circRNA微阵列芯片、电镜形态学检查、同位素3H标记结合3- O-甲基葡萄糖(3-OMG)摄取法测量细胞的含水量,以及分子间相互调控作用的功能研究,探讨1,2-DCE引起星形胶质细胞水肿的circRNA-miR-AQP4表观遗传调控机制。1,2-DCE可引起星形胶质细胞水肿,表现为含水量增加,空泡增加和线粒体肿胀,并伴随miR-29b-3p的下调和AQP4的上调。分别对miR-29b-3p和AQP4的功能以及两者的相互调控关系进行验证,并结合双荧光素酶标记基因报告实验结果,证明1,2-DCE通过下调miR-29b-3p,靶向上调AQP4引起的星形胶质细胞水肿。结合circRNA芯片结果,筛选出2个circRNA(circPRSS12和circBCL11B)与1,2-DCE的处理以及对miR-29b-3p调控密切相关。通过在细胞水平上的调控关系和功能验证,我们发现只有circBCL11B可通过miR-29b-3p对AQP4进行调控。即过表达circBCL11B可发挥其内源性竞争作用,通过miR-29b-3p引起AQP4的表达上调,并导致细胞水肿;但敲减circBCL11B可逆转由1,2-DCE诱导的miR-29b-3p的下调和AQP4的上调,缓解细胞水肿。最后,我们通过双荧光素酶标记基因法以及荧光原位杂交技术,证明了circBCL11B与miR-29b-3p的靶向结合。本研究发现1,2-DCE通过circBCL11B、miR-29b-3p和AQP4之间的靶向内源性竞争调控关系,引起星形胶质细胞水肿,诱发脑水肿的发生。
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
Aurantio-obtusin induces hepatotoxicity through activation of NLRP3 inflammasome signaling
Aurantio-obtusin 通过激活 NLRP3 炎性体信号传导诱导肝毒性
DOI:10.1016/j.toxlet.2021.10.011
发表时间:2022-01-01
期刊:TOXICOLOGY LETTERS
影响因子:3.5
作者:Hu,Manjiang;Lin,Li;Huang,Zhenlie
通讯作者:Huang,Zhenlie
Micro- and nanoplastics: A new cardiovascular risk factor?
微米和纳米塑料:一种新的心血管危险因素?
DOI:10.1016/j.envint.2022.107662
发表时间:2022-11
期刊:Environment International
影响因子:11.8
作者:Xiaoqi Zhu;Chuanxuan Wang;Xiaoyu Duan;Boxuan Liang;Elvis Genbo Xu;Zhenlie Huang
通讯作者:Zhenlie Huang
1,2-Dichloroethane induces cerebellum granular cell apoptosis via mitochondrial pathway in vitro and in vivo
1,2-二氯乙烷在体外和体内通过线粒体途径诱导小脑颗粒细胞凋亡
DOI:10.1016/j.toxlet.2020.01.004
发表时间:2020
期刊:Toxicology Letters
影响因子:3.5
作者:Huang Manqi;Zhong Yizhou;Lin Li;Liang Boxuan;Liu Jun;Jiang Junying;Hu Manjiang;Huang Yuji;Lin Xi;Lu Lvliang;Bian Ziwei;Zhong Wenyu;Wu Jiejiao;Zheng Jiewei;Rong Weifeng;Zhang Yating;Jiang Liang;Wu Jieling;Zhang Xin;Xingfen Yang;Hu Qiansheng;Huang Zhenlie
通讯作者:Huang Zhenlie
Underestimated health risks: polystyrene micro- and nanoplastics jointly induce intestinal barrier dysfunction by ROS-mediated epithelial cell apoptosis.
被低估的健康风险:聚苯乙烯微塑料和纳米塑料通过ROS介导的上皮细胞凋亡共同诱导肠道屏障功能障碍
DOI:10.1186/s12989-021-00414-1
发表时间:2021-06-07
期刊:Particle and fibre toxicology
影响因子:10
作者:Liang B;Zhong Y;Huang Y;Lin X;Liu J;Lin L;Hu M;Jiang J;Dai M;Wang B;Zhang B;Meng H;Lelaka JJJ;Sui H;Yang X;Huang Z
通讯作者:Huang Z
DOI:doi:10.1016/j.toxlet.2021.10.011
发表时间:2021
期刊:Toxicology Letters
影响因子:--
作者:Manjiang Hu;Li Lin;Jun Liu;Yizhou Zhong;Boxuan Liang;Yuji Huang;Zhiming Li;Xi Lin;Bo Wang;Bingli Zhang;Hao Meng;Rongyi Yue;Jiaxin Du;Mingzhu Dai;Yi Peng;Hongqun Li;Qinghong Wu;Hongbin Gao;Xingfen Yang;Zhenlie Huang
通讯作者:Zhenlie Huang
腺嘌呤核苷酸转位酶2的下调抑制线粒体ATP合成介导纳米塑料致大脑神经元铁死亡的机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    黄振烈
  • 依托单位:
神经元线粒体功能障碍介导纳米塑料颗粒诱导中枢神经损伤的机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    黄振烈
  • 依托单位:
星形胶质细胞AQP4调控胆固醇合成障碍介导少突胶质细胞MBP途径异常在1,2-二氯乙烷致大脑中毒性脱髓鞘中的作用机制研究
  • 批准号:
    82073519
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    56万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    黄振烈
  • 依托单位:
国内基金
海外基金