紧张性平滑肌自发张力形成的信号调控机制研究
批准号:
31272311
项目类别:
面上项目
资助金额:
85.0 万元
负责人:
朱敏生
依托单位:
学科分类:
C0403.动物生理与行为
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
张成海、何伟奇、彭亚静、乔艳宁、陈晨、王佩、陈彩萍
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中文摘要
紧张性平滑肌细胞在胞内低钙浓度、无刺激时亦能产生自发张力,该张力的形成在血管、呼吸道阻力形成和括约肌功能中发挥着重要作用。我们曾通过基因敲除动物证实:平滑肌的刺激性收缩必须依赖于钙依赖性MLCK及其催化的肌球蛋白磷酸化,最近我们发现,自发张力的形成同样依赖于钙和MLCK,但MLCK是如何在低钙环境中被激活、激活机制是什么、临床意义如何等问题目前还不清楚。为系统研究自发张力形成机制,我们提出:在低钙时,平滑肌可通过RyR1受体介导的钙火花激活钙依赖性氯通道、细胞膜局部去极化和钙内流、进而在局部激活MLCK,由此点燃张力过程。然后由钙敏机制叠加该激活效应,维持自发张力。本课题拟将以系列基因敲除小鼠为基本工具,通过系统的平滑肌生理学手段,分别从不同的角度验证以上机制,同时还探讨该机制与临床疾病的相互关系。本研究的成功,将阐明一个新的平滑肌收缩机制,为平滑肌疾病的病理机制和防治研究提供新依据。
英文摘要
Tonic smooth muscles are able to produce spontaneous tone at constant intracellular calcium without external stimuli, thereby playing essential roles during physiological and pathological processes. Using a knockout animal, we previously found that calcium/calmodulin dependent MLCK and its myosin light chain phosphorylation were required for stimuli-evoked smooth muscle contraction. However, our recent work showed that this calcium-dependent MLCK was also required for spontaneous tone formation where calcium concentration was constant. How MLCK is activated under low intracellular calcium and what is the physiological relevance remains unknown. To address this issue, we intend to systematically investigate the mechanism underlying spontaneous tone formation. We propose that the RyR1-mediated spontaneous calcium spark locally activate MLCK through increased local calcium via depolarization by calcium-activated chloride channel. The local MLCK activity towards myosin light chain phosphrylation may be superposed through a calcium sensitization mechanism. To test this hypothesis, we will use knockout mice and series methods of smooth muscle physiology, and analyze the contractile properties, activation status of the modules converging on signal pathway of MLCK activation and calcium spark production and so on. We will also investigate the relationship of the mechanism we proposed with human diseases. The successful achievement of this project will elucidate a molecular mechanism of spontaneous tone formation and potentially provide a novel clue for the pathogenesis and potential therapeutics of smooth muscle diseases.
为探讨紧张性平滑肌自发收缩的分子机制,本课题以肛门内括约肌为研究对象,通过系列的基因敲除小鼠、电生理技术以及肌肉生理学技术,成功揭示了肛门内括约肌自发收缩的分子机制。研究发现,肛门内括约肌的收缩乃为Ca2+/CaM/MLCK依赖性收缩,由于平滑肌细胞中有高频钙火花释放、导致TMEM16A激活和氯外流,进而膜去极化激活L-type Cav1.2引起外钙内流,最终激活MLCK引起平滑肌收缩,这一收缩机制可能同样适用于其他平滑肌括约肌。通过该课题的研究,建立了TMEM16A条件性基因敲除小鼠,并利用该小鼠开展了其他领域的系列研究和科研合作,同时也培养了高水平的博士研究生。本项目的相关成果分别发表在国际权威杂志上, 如:Nature Communication、Gastroenterology、J Physiology、J Biological Chemistry等。
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
Myosin Light Chain Kinase (MLCK) Regulates Cell Migration in a Myosin Regulatory Light Chain Phosphorylation-independent Mechanism
肌球蛋白轻链激酶 (MLCK) 通过肌球蛋白调节轻链磷酸化独立机制调节细胞迁移
DOI:10.1074/jbc.m114.567446
发表时间:2014-10-10
期刊:JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
影响因子:4.8
作者:Chen, Chen;Tao, Tao;Zhu, Min-Sheng
通讯作者:Zhu, Min-Sheng
In vivo roles for myosin phosphatase targeting subunit-1 phosphorylation sites T694 and T852 in bladder smooth muscle contraction
肌球蛋白磷酸酶靶向亚基 1 磷酸化位点 T694 和 T852 在膀胱平滑肌收缩中的体内作用
DOI:10.1113/jphysiol.2014.283853
发表时间:2015-02-01
期刊:JOURNAL OF PHYSIOLOGY-LONDON
影响因子:5.5
作者:Chen, Cai-Ping;Chen, Xin;Zhu, Min-Sheng
通讯作者:Zhu, Min-Sheng
Myosin Phosphatase Target Subunit 1 (MYPT1) Regulates the Contraction and Relaxation of Vascular Smooth Muscle and Maintains Blood Pressure
肌球蛋白磷酸酶靶亚基1(MYPT1)调节血管平滑肌的收缩和舒张并维持血压。
DOI:10.1074/jbc.m113.525444
发表时间:2014-08-08
期刊:JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
影响因子:4.8
作者:Qiao, Yan-Ning;He, Wei-Qi;Zhu, Min-Sheng
通讯作者:Zhu, Min-Sheng
DOI:10.1038/ncomms11358
发表时间:2016-04-22
期刊:Nature communications
影响因子:16.6
作者:Zhang CH;Wang P;Liu DH;Chen CP;Zhao W;Chen X;Chen C;He WQ;Qiao YN;Tao T;Sun J;Peng YJ;Lu P;Zheng K;Craige SM;Lifshitz LM;Keaney JF Jr;Fogarty KE;ZhuGe R;Zhu MS
通讯作者:Zhu MS
顽固性功能性便秘致病菌Shigella sp PIB溯源和分子流行病学研究
- 批准号:82250003
- 项目类别:专项项目 国家自然科学基金外国青年学者研究基金
- 资助金额:300.00万元
- 批准年份:2022
- 负责人:朱敏生
- 依托单位:
苦物质及其受体T2R介导呼吸道平滑肌松弛的机制研究
- 批准号:32071121
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2020
- 负责人:朱敏生
- 依托单位:
非激活肌卫星细胞的体外扩增及其在肌肉衰老防治中的可能性应用
- 批准号:91849107
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:朱敏生
- 依托单位:
DNM2基因内miRNA在中央核肌病病变中的作用及其机制研究
- 批准号:31671548
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:65.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:朱敏生
- 依托单位:
平滑肌收缩高反应性的形成及其分子基础
- 批准号:31330034
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:305.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:朱敏生
- 依托单位:
肌球蛋白轻链激酶调节内皮细胞通透性的分子机制研究
- 批准号:30570911
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:24.0万元
- 批准年份:2005
- 负责人:朱敏生
- 依托单位:
L-MLCK作为死亡底物介导细胞凋亡及其机制研究
- 批准号:30470852
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:24.0万元
- 批准年份:2004
- 负责人:朱敏生
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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