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P62/SQSTM1介导自噬-染色质泛素化缺陷在老化态纳米ZnO致雌性生殖细胞遗传毒性中的调控机制

批准号:
82103881
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
王娟
依托单位:
学科分类:
卫生毒理
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
王娟

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
纳米氧化锌因其独特理化性质在实现大规模生产与应用的同时,将不可避免地进入并聚集于水环境,且随时间推移发生系列物化特性转化行为(老化),使其诱发的健康损害结局显著有别于“原始态”。而这种转化行为引发雌性生殖细胞遗传毒性效应及相关机制研究仍旧较为匮乏。基于前期研究的基础,本项目综合考虑纳米氧化锌在水环境中的时空转变过程,对比原始态纳米氧化锌,探究老化态材料对自噬缺陷标志蛋白P62/SQSTM1结构与功能的影响,阐明纳米氧化锌水体老化过程中与关键蛋白P62/SQSTM1的相互作用在细胞自噬-染色质泛素化缺陷-DNA损伤与修复调控网络中的关键作用机制,以期为精准化干预水环境中ZnO NPs诱导的雌性生殖器官病变以及不孕症提供理论依据。
英文摘要
Zinc oxide nanoparticles (ZnO NPs) as typical metal oxide nanoparticles are being produced abundantly and applied increasingly in various fields. In the environment, the unique properties of ZnO NPs make them incline to undergo physicochemical transformation over time (aging), driving ZnO NPs away from their pristine state, which in turn modify their environmental health and safety. However, the underlying mechanisms involved in the genotoxicity of female germ line induced by ZnO NPs during aging process are still unknown. Based on the previous studies, the main objectives of current project were to investigate the adverse effects of autophagy deficiency biomarker-P62/SQSTM1 after treatment with ZnO NPs in aquatic environments during aging process, and then gain more insight into the underlying mechanism involved in the key role of p62/SQSTM1 on autophagy-chromatin ubiquitination-DNA damage. This project will provide a basis for the safe application of ZnO NPs and prevention related disease.
典型纳米金属氧化物纳米氧化锌(ZnO NPs)因其独特理化性质在实现大规模生产与应用的同时,将不可避免地进入并聚集于水环境,并随时间推移发生系列物化特性转化行为(老化),使其诱发的健康损害结局显著有别于“原始态”。而这种转化行为引发雌性生殖细胞遗传毒性效应及相关机制研究仍旧较为匮乏。基于前期研究的基础,本项目探究了老化态ZnO NPs对自噬缺陷标志蛋白P62的影响,及其在染色质泛素化缺陷-DNA损伤与修复调控网络中的关键作用机制。经研究我们发现,ZnO NPs在水环境中发生的理化性质转化能够显著影响其诱导的卵巢衰老效应,进一步研究证实,ZnO NPs诱导的卵巢衰老效应与DNA损伤密切相关,且相比于原始态,老化态材料诱导的DNA损伤效应更为显著。深入的机制研究表明,老化态ZnO NPs主要通过激活线粒体 ROS介导的内质网应激PERK磷酸化通路,引发自噬缺陷并引起自噬缺陷标记蛋白P62/SQSTM1积累并进入细胞核,通过下调染色质泛素化标志蛋白RNF168的活性抑制DNA损伤修复机制,诱导DNA损伤效应,并最终诱发卵巢衰老导致卵巢功能不全。与此同时,我们的体内研究结果显示,水环境中ZnO NPs不仅能够直接通过诱导生殖腺细胞凋亡和干扰精子活化引发生殖毒性效应;还能够通过诱导铁自噬引发生长发育迟缓。此外,我们的研究结果还发现,当水环境中富含磷元素时,ZnO NPs能够发生更为明显的理化性质转化,且这种转化行为将导致其引发的生殖发育毒性更为显著。上述研究将有望为精准化干预水环境中ZnO NPs诱导的雌性生殖器官病变以及不孕症提供理论依据。
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