β-羟丁酸激活claudin-5表达干预糖尿病心脏微血管病变的机制
批准号:
81600384
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
17.0 万元
负责人:
栗彦宁
依托单位:
学科分类:
血管发生及血管结构与功能异常
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘昆、王瑜、齐锦生、王秀娟、张菁
中文摘要
紧密连接蛋白claudin-5表达不足,致内皮高通透性,是糖尿病心脏微血管病变的起始环节和病理基础。我们预实验发现,高糖刺激β-catenin与p300及基因启动子结合障碍,是claudin-5表达不足的核心。β-羟丁酸是新发现的基因调控小分子,具有良好心血管保护功能。那么在糖尿病微血管病变中,β-羟丁酸是否通过调控β-catenin/p300,激活claudin-5表达而起到干预作用呢?本研究采用心脏微血管内皮细胞进行体内、外实验,首先明确β-羟丁酸拮抗高糖所致claudin-5表达不足的基础上,从β-catenin和p300的结合活性;β-catenin/p300与claudin-5基因启动子的结合活性;p300的酶活性方面,深入研究β-羟丁酸调控β-catenin/p300,激活claudin-5表达的分子机制和作用靶点,在病变的起始环节,为糖尿病心脏微血管病变的有效防治提供新思路。
英文摘要
The insufficient expression of tight junction protein claudin-5 can lead to endothelial hyperpermeability, which is the initiating process and pathological basis of diabetic micro-cardiovascular disease. Our pre-experiment shows that the intrinsic mechanism of the down-regulation of claudin-5 may be attributed to the high glucose-stimulated binding dysfunction of β-catenin to p300 and the gene promoter. β-hydroxybutyrate is a new-found small molecule that regulates gene expression, and it has satisfactory protective effects on cardiovascular system. Whether β-hydroxybutyrate activates claudin-5 by regulating β-catenin/p300 to have intervention effects in diabetic micro-cardiovascular disease? In this study, cardiac microvascular endothelial cells are adopted to perform experiments in vivo and in vitro. On the basis that β-hydroxybutyrate antagonizes the high glucose-induced insufficiency of claudin-5 expression, in the aspects of the binding activity of β-catenin to p300, the binding activity of β-catenin/p300 to claudin-5 gene promoter, and the enzyme activity of p300, the molecular mechanism and effect targets of β-hydroxybutyrate in regulating β-catenin/p300 to activate claudin-5 are further investigated to provide new thinking of the effective prevention and treatment of diabetic micro-cardiovascular disease in the initiating process.
糖尿病时,微血管内皮细胞紧密连接受损,致细胞间通透性增高,是产生后续病理改变的基础。到目前为止,其内在机制尚未阐明,更无特效治疗手段。内源性小分子β-羟丁酸具有良好的心血管保护作用,那么,β-羟丁酸是否可通过激活内皮特异性claudin-5表达,改善内皮细胞间通透性,起到干预糖尿病心脏微血管病变的作用,未见报道。本研究采用起主要病理作用的心脏微血管内皮细胞进行体内、外实验,从关键转录因子β-catenin与共因子p300、HDAC1、HDAC3的结合活性及组蛋白修饰方面,探索β-羟丁酸激活claudin-5基因表达,发挥保护作用的机制。1. 首先创新性发现了β-羟丁酸主要通过抑制β-catenin与HDAC3的结合,引起特异性的组蛋白H3乙酰化修饰,激活claudin-5基因表达,改善内皮细胞间通透性,在病理过程的起始环节,起到干预糖尿病心脏微血管病变的作用。相关实验结果已整理成文,待投稿。2. 在糖尿病大鼠模型中,创新性发现了β-羟丁酸呈剂量依赖性的引起广泛而独特的β-羟丁酰化修饰,其中组蛋白β-羟丁酰化修饰,参与激活保护性VEGF、MMP-2等的表达,起到拮抗糖尿病大血管及微血管病变的作用。相关实验结果已整理成文,待发表。3. 进一步发现,β-羟丁酸可直接调控FOXO1的活性,改善糖尿病大鼠肝脏糖、脂代谢紊乱。相关实验结果已整理成文,待投稿。4. 探索了骨髓间充质干细胞定向诱导分化后,对糖尿病大鼠胰岛功能的修复作用,及β-羟丁酸干预效果的初步试验。相关实验结果申报专利1项,发表SCI论文1篇。本研究创新性发现了β-羟丁酸激活claudin-5,改善内皮细胞间通透性,干预糖尿病微血管病变的作用,并初步揭示了其引起组蛋白修饰,激活保护性基因表达的机制,为进一步探索β-羟丁酸引起关键调控分子等的修饰,发挥其保护作用的分子机制,打下了坚实的实验基础。同时探索了β-羟丁酸对糖尿病及其并发症干预的浓度范围和作用机制,为β-羟丁酸及其盐对糖尿病并发症、心血管病变及其拓展应用,提供重要的实验数据支持。
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
DOI:
10.13488/j.smhx.20180214
发表时间:
2018
期刊:
生命的化学
影响因子:
--
作者:
[王浩, 罗伟刚, 栗彦宁, 齐锦生]
通讯作者:
齐锦生
Targeted induction of bone marrow mesenchymal stem cells to have effectiveness on diabetic pancreatic restoration
定向诱导骨髓间充质干细胞对糖尿病胰腺修复有效
DOI:
10.1007/s11626-019-00364-1
发表时间:
2019
期刊:
In Vitro Cellular & Developmental Biology-Animal
影响因子:
2.1
作者:
[Zhang Jing, Mao Ruonan, Wang Xinyu, Liu Kun, Geng Qi, Yu Yijin, Li Yanning, Qi Jinsheng]
通讯作者:
Qi Jinsheng
DOI:
10.1016/j.tice.2020.101345
发表时间:
2020-06-01
期刊:
TISSUE & CELL
影响因子:
2.6
作者:
[Wu, Xingliang, Miao, Dazhuang, Qi, Jinsheng]
通讯作者:
Qi, Jinsheng
β-羟丁酸调控紧密连接蛋白ZO-1缓解糖尿病脑微血管高通透性的机制
-
批准号:82170846
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:55万元
-
批准年份:2021
-
负责人:栗彦宁
-
依托单位:
国内基金
海外基金