线粒体tRNA ACC-stem突变在母系遗传性高血压发病中的功能及机制研究
批准号:
82070434
项目类别:
面上项目
资助金额:
54.0 万元
负责人:
刘昱圻
依托单位:
学科分类:
血压调节异常与高血压病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘昱圻
中文摘要
高血压是心血管疾病最重要的危险因素之一。本研究在前期基础上,通过IPS技术构建人携带线粒体tRNAIleACC-stem 4263A to G位点突变的血管平滑肌细胞和内皮细胞,研究突变对tRNA剪切、结构和代谢影响;研究该突变对线粒体氧化应激、线粒体钙调节和能量代谢作用。通过过表达/抑制TRMT10C基因(RNase P酶蛋白亚基)调节tRNA剪切,分析tRNA合成、结构和代谢改变,对血管平滑肌细胞和内皮细胞氧化应激、增殖凋亡及共培养细胞系新生血管合成的影响。并进一步构建血管平滑肌和血管内皮组织特异性cre局部基因敲除小鼠模型,从整体、细胞、分子水平揭示线粒体tRNAIleACC-stem突变对血管平滑肌和血管内皮细胞线粒体结构及功能的影响,探讨线粒体tRNAIleACC-stem突变在促进血压升高和血管重构中的分子机制,为母系遗传高血压发病机制及寻找新的干预治疗靶点提供理论依据。
英文摘要
Hypertension is one of the most important risk factors for cardiovascular disease. Based on previous research work, we study on tRNA cleavage, structure and function of vascular smooth muscle cell and endothelial cell cybrids carrying mitochondrial tRNAIle ACC-stem 4263 A to G mutation by IPS technology. The effect of this mutation on mitochondrial oxidative stress, cellular calcium regulation, and energy metabolism will be evaluated. By over-expressing or siRNA TRMT10C, RNase P enzyme subunit, compare tRNA cleavage, structural and metabolic changes, and evaluate mitochondrial oxidative stress, cell proliferation and apoptosis, and neovascularization in co-cultured cell lines. To construct mice model of conditional gene knockout mediated by Cre system. To study on the effect of mitochondria tRNAIleACC-stem mutation on mitochondrial structure and function of vascular smooth muscle cell endothelium cell from whole animal experiments, cellular and molecular level. And to elucidate the mechanism of tRNA ACC-stem mutation in promoting high blood pressure and vascular remodeling, and provide theoretical basis for new therapeutic targets.
高血压是心血管疾病的重要危险因素之一。本研究基于前期工作,利用iPS技术构建了携带线粒体tRNAIleACC-stem 4263A>G突变的血管平滑肌细胞(VSMC)和血管内皮细胞(VEC),系统研究了该突变对tRNA剪切、结构及代谢的影响,并探讨了其对线粒体氧化应激、钙调节和能量代谢的作用。研究发现,tRNAIle4263A>G突变导致tRNAIle功能缺失,引发线粒体蛋白合成障碍和能量代谢异常,表现为线粒体稳定性降低、呼吸链蛋白表达下降及氧化磷酸化功能障碍。突变细胞系的成管能力、增殖和迁移能力显著下降,功能蛋白减少,衰老和凋亡标记增加。此外,高血压患者iPSC诱导的心肌细胞(CMs)表现出线粒体功能异常,ATP合成减少,ROS生成增加,线粒体形态损伤显著。研究进一步揭示了tRNAIle4263A>G突变对血管类器官功能的影响及其分子机制。突变导致血管类器官发芽受阻、衰老加速和凋亡增加,并通过影响线粒体通透性转换孔(mPTP)功能和钙离子转运,加剧了细胞功能障碍。研究发现,Spermine能够减轻VDAC与MCU的相互作用,改善线粒体功能,减少ROS生成,恢复ATP合成和氧化磷酸化功能,并逆转线粒体病理改变。此外,内质网应激(ER应激)在突变引发的血管类器官衰老和凋亡中起关键作用,TUDCA通过抑制ER应激显著降低了类器官的衰老和凋亡。研究还探讨了tRNA剪切酶调控亚基TRMT10C在AngⅡ诱导的HUVEC线粒体功能障碍中的作用。敲低TRMT10C导致ROS升高和线粒体功能障碍,而过表达TRMT10C则能恢复线粒体功能并降低ROS水平。通过蛋白质互作网络分析,筛选出MX1作为TRMT10C的下游调控因子,并验证了其在细胞凋亡和eNOS表达中的调控作用。此外,内皮特异性过表达TRMT10C的高血压小鼠模型显示,TRMT10C显著减轻了血压升高、血管内皮细胞凋亡及血管重塑,并通过下调MX1蛋白表达抑制了高血压相关的病理变化。本研究从整体、细胞和分子水平揭示了线粒体tRNAIleACC-stem突变在促进血压升高和血管重构中的分子机制,为母系遗传高血压的发病机制提供了新的理论依据,并为寻找干预治疗靶点奠定了基础。
线粒体外膜电压依赖阴离子通道VDAC差异表达在母系遗传性高血压发病中的调控机制研究
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批准号:81470542
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项目类别:面上项目
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资助金额:73.0万元
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批准年份:2014
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负责人:刘昱圻
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依托单位:
复杂环境因素与线粒体基因突变交互作用在高血压靶器官损伤中的机制研究
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批准号:81100186
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2011
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负责人:刘昱圻
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依托单位:
国内基金
海外基金