mTOR信号通路反馈调节谷氨酸转运体GLT1及其在脑缺血中的作用

批准号:
31271148
项目类别:
面上项目
资助金额:
80.0 万元
负责人:
沈颖
依托单位:
学科分类:
C0901.分子与细胞神经生物学
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
周亮、朱佳、邵翀羽、孙承龙、王震、王新新、王亚楠、王德娟、谢亚君
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中文摘要
已知兴奋性氨基酸转运体EAAT调节神经突触活动,维持神经系统微环境稳定,在脑缺血损伤和退行性神经疾病有重要作用。目前EAAT表达的调控机制研究甚为缺乏。Rheb/mTOR信号是调节蛋白质合成和细胞生长的主要途径之一,但未知其对于EAAT表达的调节作用。我们的前期研究首次发现:在星形胶质细胞中加入mTOR的抑制剂rapamycin可以增加谷氨酸转运体GLT1的表达。本课题将利用原代神经元和胶质细胞培养、分子生物学、细胞生物学、全细胞膜片钳电生理记录,并结合Rheb1基因敲除小鼠等手段,研究:1.星形胶质细胞和神经元中mTOR到Akt的反馈通路;2.mTORC1和mTORC2信号通过此反馈通路调节GLT1表达的机制及其在OGD模型中的作用;3.此信号通路在突触传递和脑缺血缺氧造成的神经元损伤中的作用。本研究结果将推进理解GLT1的调节机制,对研究神经系统疾病和学习记忆的机理起指导作用。
英文摘要
It is known that excitatory amino acid transporters (EAATs) play important roles in modulating synaptic activity and maintaining the equlibrium of neuronal micro-environment, and participate in the brain ischemia and neurodegenerative diseases. However, the modulatory mechanisms of EAATs are poorly understood. Rheb/mTOR pathway is a critical signaling to regulate the protein synthesis and cell growth, but it is unkown whether Rheb/mTOR modulates the expression of EAATs. Our preliminary results indicate that the inhibitor of mTOR, rapamycine, induces the increase of GLT1 expression in cultured astrocytes. In this study, we will combine various techniques, including primary cell culture, molecular biology, cellular biology, whole-cell patach-clamp recording and conditional Rheb1 knock-out mice, to investigate: 1) the feedback pathway from mTOR to Akt in neurons and astrocytes; 2) the mechanisms of mTORC1 and mTORC2 of GLT1 expression and its roles in OGD; 3) the roles of mTOR-Akt feedback signaling in synaptic transmission and MCAO model. Our results will push forward the current understandings of the modulatory mechanisms of GLT1 expression and give hints on the studies of mechanisms of neurological diseases and learning and memory.
谷氨酸转运体EAAT调节神经突触活动,维持神经系统微环境稳定。谷氨酸转运体在脑缺血造成的神经元兴奋性毒性死亡中起着重要的调节作用,但是其调节机制一直不清楚。Rheb/mTOR信号是调节蛋白质合成和细胞生长的主要途径之一,但未知其对EAAT表达的作用。本课题综合利用分子细胞生物学、全细胞膜片钳电生理记录和免疫成像技术,研究了星形胶质细胞中mTOR-Akt的信号通路,首次发现mTOR-Akt-NF-кB信号在缺血缺氧条件下调节谷氨酸转运体GLT1的作用。我们发现在星型胶质细胞中存在从mTOR到Akt的负反馈通路,这条通路被OGD激活,包括了mTORC1结合蛋白Raptor和下游蛋白S6的活性下降,并进一步抑制mTOR2活性;Akt激活了NFκB,并进一步增加GLT1的转录和膜表达。这项研究首次发现了mTOR/Akt/NF-кB信号通路在缺糖缺氧和缺血过程中调节谷氨酸转运体的表达,回答了该领域中一个令人困惑的问题,即GLT1为何在缺血过程中增加的机制,为未来开发缺血过程中的新药物提出了一个新靶点。主要研究成果发表在国际知名神经科学杂志Glia(Ji et al., Glia. 61:1959-1975, 2013),将能推进理解GLT1的调节机制,对研究神经系统疾病的机理起指导作用。本课题共完成SCI论文10篇,分别发表在PNAS,J Neurosci(2篇),Mol Neurobiol,Sci Rep,Traffic,Glia,PLoS One,Cerebellum和Neurochem Int,合计影响因子55。
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:10.1523/jneurosci.4064-13.2014
发表时间:2014-02
期刊:The Journal of Neuroscience
影响因子:--
作者:De-Juan Wang;Li-da Su;Ya‐Nan Wang;Dong Yang;Cheng-long Sun;Lin Zhou;Xin-xin Wang;Ying Shen
通讯作者:De-Juan Wang;Li-da Su;Ya‐Nan Wang;Dong Yang;Cheng-long Sun;Lin Zhou;Xin-xin Wang;Ying Shen
DOI:10.1007/s12035-014-8678-9
发表时间:2014-04
期刊:Molecular Neurobiology
影响因子:5.1
作者:Liang Zhou;Chong‐Yu Shao;Si-min Xu;Jiao Ma;Ya Xie;Lin Zhou;P. Teng;Yin Wang;M. Qiu
通讯作者:Liang Zhou;Chong‐Yu Shao;Si-min Xu;Jiao Ma;Ya Xie;Lin Zhou;P. Teng;Yin Wang;M. Qiu
DOI:10.1073/pnas.1512915112
发表时间:2015-11
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences
影响因子:--
作者:Liang Zhou;Dong Yang;De-Juan Wang;Ya-Jun Xie;Jia-Huan Zhou;Lin Zhou;Hao Huang;Shuo Han;Chong‐Yu Shao;Hua-shun Li;J. J. Zhu-J.;M. Qiu;C. D. De Zeeuw;Ying Shen
通讯作者:Liang Zhou;Dong Yang;De-Juan Wang;Ya-Jun Xie;Jia-Huan Zhou;Lin Zhou;Hao Huang;Shuo Han;Chong‐Yu Shao;Hua-shun Li;J. J. Zhu-J.;M. Qiu;C. D. De Zeeuw;Ying Shen
Protein Interacting with C-Kinase 1 Deficiency Impairs Glutathione Synthesis and Increases Oxidative Stress via Reduction of Surface Excitatory Amino Acid Carrier 1
与 C-激酶 1 相互作用的蛋白质缺陷会损害谷胱甘肽合成并通过减少表面兴奋性氨基酸载体 1 增加氧化应激
DOI:10.1523/jneurosci.3966-14.2015
发表时间:2015
期刊:Journal of Neuroscience
影响因子:5.3
作者:Wang Ya-Nan;Zhou Liang;Wang Zhen;Li Ying-Cong;Zhang Ya-Wen;Shen Ying;Li Yun-Hong;Wang Yin;Liu Gang;Wang Zhen;Shen Y
通讯作者:Shen Y
DOI:10.1371/journal.pone.0083862
发表时间:2013
期刊:PloS one
影响因子:3.7
作者:Wang Z;Wang YN;Sun CL;Yang D;Su LD;Xie YJ;Zhou L;Wang Y;Shen Y
通讯作者:Shen Y
Fahr综合症相关基因Mea6影响小脑发育和运动行为的机制研究
- 批准号:31970923
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:59.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:沈颖
- 依托单位:
numb蛋白调节小脑浦肯野细胞突触可塑性和mGluR1受体的表达
- 批准号:31471024
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:88.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:沈颖
- 依托单位:
AMPA受体在胰岛素分泌中的作用及其分子机制
- 批准号:31070945
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:33.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:沈颖
- 依托单位:
神经元型谷氨酸转运体的长时程增强及其分子机制
- 批准号:30600168
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:30.0万元
- 批准年份:2006
- 负责人:沈颖
- 依托单位:
国内基金
海外基金
