课题基金 / 基金详情

Mfn2调控的线粒体网络在晶状体衰老中的作用与机制研究

批准号:
82070946
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
赵江月
依托单位:
学科分类:
晶状体与白内障
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
赵江月

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
线粒体融合蛋白2(Mfn2)位于线粒体外膜,是动态调控线粒体融合的关键蛋白,并参与线粒体、内质网、溶酶体之间的信号通讯,在衰老等生命活动中发挥重要的作用。项目前期工作发现:老年小鼠晶状体内Mfn2的表达水平降低;Mfn2基因在晶状体内敲除可致小鼠晶状体混浊、线粒体内质网的胞内分布发生变化,但机制不清。本项目拟从Mfn2调控晶状体细胞的线粒体网络入手,以研究Mfn2影响线粒体-内质网-溶酶体间信号通讯及物质转运为核心,利用最新的Mfn2基因可诱导敲除小鼠模型,对Mfn2影响线粒体及细胞器间信号及物质传递、导致mtDNA突变、干扰细胞能量代谢等,最终导致晶状体细胞衰老这一病理过程进行从表型、亚细胞结构到分子机理的研究。本研究有助于深入理解线粒体及相关细胞器间通讯在决定晶状体细胞代谢、衰老与细胞命运中的重要作用,有助于从亚细胞结构调控的角度寻找年龄相关性白内障治疗与预防的新靶点。
英文摘要
Mitochondrial fusion protein 2 (Mfn2) located at the outer mitochondrial membrane. It is a key protein that regulates the mitochondria outer membrane fusion and participates in crosstalk between mitochondria, endoplasmic reticulum(ER) and lysosome, and plays an important role in cellular metabolism such as aging. Our previous work indicated that Mfn2 expression decreased in the lens of elderly mice; knocked out Mfn2 gene in lens could lead to lens opacity and changed mitochondria- endoplasmic reticulum(ER) distributio . The mechanism is still unclear. On this basis, we mainly focus on investigating the mechanism of Mfn2 regulating the inter-mitochondrial network of lens cells, and the function of Mfn2 in mitochondrial-ER-lysosome crosstalk and signal transportation. This research intends to build inducible conditional knockout mice animal model to observe the function of Mfn2 on signal transduction between mitochondria and organelles, mtDNA mutations, interferes with cellular energy metabolism, etc, and ultimately leads to lens cell senescence. In this project, the pathological process is studied from phenotype, subcellular structure and molecular mechanism. This study helps to understand the important role of crosstalk between mitochondria and related organelles in determining lens cell metabolism, aging and cell fate, and helps to find new target for the treatment and prevention of age-related cataracts from the perspective of subcellular structure regulation .
白内障以晶状体浑浊为病理特征,是我国人群首位致盲性眼病,因此明确晶状体发生发展机制是深入研究探索该疾病的基础。线粒体融合蛋白2(Mfn2)是调控线粒体功能的关键蛋白,在衰老等生命活动中发挥重要的作用。项目组前期研究结果证实了Mfn2基因异常会引起眼球发育障碍,其分子机理仍需深入探索,是目前眼部疾病发病机制研究的热点。本项目在前期研究的基础上,利用组织形态学观察、裂隙灯显微镜、水迷宫视觉评估、免疫荧光染色、活细胞荧光成像、高通量测序等实验方法,得到以下实验结果:1)长链非编码RNA H19参与晶状体上皮纤维化过程参与晶状体浑浊过程,过表达H19可促进晶状体上皮细胞迁移、增殖和上皮间质转化过程,敲减H19可抑制晶状体浑浊现象;2)诱导后发型白内障的关键因子TGF-β与近视眼的发生密切相关;3)Mfn2眼部特异性敲除小鼠晶状体透过度降低伴视功能减弱;4)Mfn2眼部特异性敲除抑制晶状体上皮细胞增殖;5)敲除Mfn2影响了线粒体的融合与分裂动态过程;6)转录组学测序发现并经过体内、体外实验验证了P21为Mfn2敲除后的上调基因;7)在Mfn2敲除基础上敲除P21使晶状体上皮细胞增殖能力提高;8)神经外胚层特异性敲除Mfn2小鼠视网膜神经细胞数量减少;9)单细胞测序发现神经外胚层敲除Mfn2后视网膜细胞的差异基因富集于衰老及线粒体改变;10)成功构建神经外胚层特异性联合敲除Mfn1/Mfn2小鼠,并发现联合敲除线粒体融合蛋白使视网膜发育异常。以上实验结果说明了线粒体融合蛋白在晶状体疾病中发挥着重要作用,为进一步阐明Mfn2在眼部疾病的调控机制奠定了实验基础,并指明了未来研究方向。
Mfn2调控的线粒体及线粒体内质网膜(MAM)功能障碍导致先天性白内障的发病机制研究
  • 批准号:
    81870646
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    赵江月
  • 依托单位:
Msx2在小眼球畸形中对晶状体视网膜发育及诱导的调控机制研究
  • 批准号:
    81371003
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    赵江月
  • 依托单位:
Msx2调控小眼球畸形中晶状体发育的转录机制研究
  • 批准号:
    30800651
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    赵江月
  • 依托单位:
国内基金
海外基金