肝再生增强子通过调节线粒体MCU钙流减轻肝脏缺血-再灌注损伤的研究
批准号:
32071128
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
安威
依托单位:
学科分类:
呼吸与消化生理
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
安威
中文摘要
缺血-再灌注损伤(ischemia-reperfusion injury, IRI)为临床常见疾病,发病机制复杂,临床干预效果不佳。近报,线粒体钙通道(MCU)失活导致线粒体钙超载与IRI有关。我们前期证实,肝再生增强子(ALR)保护肝脏抵御IRI,而这一作用是否与ALR维持MCU活性和钙稳态相关,值得深究。本课题选用ALR肝特异敲除小鼠和肝细胞,分别制备IRI和H/R模型,探究ALR缺失对MCU亚单位-MICU1 (mitochondrial calcium uptake 1, MICU1)调节及线粒体钙流的影响;鉴定ALR与MICU1互作位点;研究位点突变对MICU1结构、钙流和线粒体功能影响;建立ALR-KO动物IRI挽救模型,探究回补ALR减轻肝IRI、恢复MCU活性、保护线粒体的可能性。本课题旨在揭示ALR通过阻止线粒体钙超载减轻IRI的机制,为ALR潜在应用提供理论依据。
英文摘要
Ischemia-reperfusion injury (IRI) is the tissue damage worsen by restoring blood supply to tissue which undergoes a period of ischemia or lacks of oxygen (anoxia or hypoxia). The IRI is one of common clinical syndromes with complicated pathogenesis. Recently, it has been reported that mitochondrial calcium overload is apparently attributed to IRI development. It is known that augmenter of liver regeneration (ALR) protects liver from IRI, however, whether this protection is associated with attenuating mitochondrial calcium overload encountered during IRI remains unrevealed. Mitochondrial calcium uniporter (MCU) is an essential regulator which plays key role for controlling Ca2+ influx to mitochondria. This study is aiming to depict the regulation of ALR on the activity of MICU1, a subunit of MCU complex and mitochondrial Ca2+ stability. The IRI model is prepared in ALR-liver specific KO mice and the MICU1 activity in ALR-lacking mice will be assessed under condition of IRI challenge. The potential protein interaction between ALR and MICU1 will be investigated to identify the regulatory basis of ALR on MICU1, and the predictably interactive motifs are subjected to mutation. The mitochondrial Ca2+ levels and subsequent IR impair in ALR-deleted cells are determined on the basis of motif mutation. Finally,rescuing experiment will be employed by re-implanted a viral-plasmid carrying ALR-gene via tail vein into ALR-liver specific KO mice or MICU1-KO mice to ensure that ALR-regulation on MCU can be functionally recovered and ALR-attenuating mitochondrial impairment can be obtained. The purpose of this study is to understand the ALR regulation on MCU and its contribution to improve IRI injury.
肝脏缺血再灌注(Ischemia-reperfusion injury,I/R)损伤是多种肝脏手术常见的并发症,严重影响患者的预后。目前,仍然缺乏有效的策略来减少肝脏I/R损伤。线粒体Ca2+超载导致线粒体膜电位丧失以及线粒体稳态失衡,这是促成肝脏再灌注损伤的重要诱因。此前,我们已证明肝再生增强因子(ALR)通过维持线粒体稳态保护肝脏免受I/R损伤。然而, ALR对I/R损伤的保护作用是否与抑制线粒体Ca2+超载有关尚不清楚。在本研究中,我们通过肝脏原位移植发现,ALR转基因大鼠可以显著缓解肝脏I/R损伤。同时,在体内和体外实验中,ALR过表达显著抑制了线粒体Ca2+溢出。相反,ALR的缺失加剧了线粒体Ca2过载并恶化了I/R损伤。由于线粒体Ca2+的摄取主要由线粒体钙单向转运体(MCU)控制,我们进一步研究了ALR是否能够调节MCU复合体的亚基和门控因子MICU1/2二聚体。研究结果显示,ALR通过与MICU1相互作用限制了线粒体Ca2+流入。我们发现ALR仅与MICU1结合,而非MICU2,其作用完全依赖于位于Cys71/74和Cys142/145的双半胱氨酸基序。ALR蛋白中这两个基序的突变削弱了其与MICU1的相互作用,并且损害了MICU1/2二聚体的形成,从而影响了MCU通道的门控功能。同样,肝脏中敲除ALR的小鼠(AlrCKO)也表现出MICU1/2二聚体显著减少,加剧了线粒体Ca2+过载和I/R损伤。相反,Alr过表达能够通过促进MICU1/2二聚化缓解线粒体Ca2+过载、恢复线粒体功能,从而使大鼠免受肝移植引起的I/R损伤。此外,MICU1的特异性抑制剂MCU-i4限制了线粒体Ca2+过载并改善了I/R损伤;然而,在AlrCKO小鼠中,这一治疗效果显著受阻,提示ALR可能是MCU生理功能的重要贡献者。综上所述,我们的研究结果提供了关于ALR通过维持线粒体Ca2+稳态保护肝脏免受I/R损伤机制的新见解。
ALR通过维持内质网-线粒体互作结构MAM的钙稳态保护肝脏缺血-再灌注损伤的研究
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:54万元
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批准年份:2022
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负责人:安威
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依托单位:
肝再生增强子通过调节线粒体MCU钙流减轻肝脏缺血-再灌注损伤的研究
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:58万元
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批准年份:2020
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负责人:安威
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依托单位:
肝刺激因子对线粒体分裂蛋白Drp1的SUMO化调节及其对于脂肪肝缺血-再灌注损伤的影响
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批准号:31771279
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2017
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负责人:安威
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依托单位:
肝再生刺激因子(HSS)通过调节线粒体合成/分裂关键酶Drp1对肝再生的影响
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批准号:31571182
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项目类别:面上项目
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资助金额:63.0万元
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批准年份:2015
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负责人:安威
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依托单位:
肝刺激因子保护SERCA活性及抑制内质网应激诱发非酒精性肝损伤的研究
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批准号:31371169
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项目类别:面上项目
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资助金额:81.0万元
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批准年份:2013
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负责人:安威
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依托单位:
肝刺激因子稳定线粒体膜孔道通透性的研究
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批准号:81070352
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项目类别:面上项目
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资助金额:39.0万元
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批准年份:2010
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负责人:安威
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依托单位:
重组肝刺激因子对NASH肝损伤的保护与机制研究
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批准号:30470643
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项目类别:面上项目
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资助金额:22.0万元
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批准年份:2004
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负责人:安威
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依托单位:
肝刺激因子膜靶蛋白的实验研究
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批准号:30270503
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项目类别:面上项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2002
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负责人:安威
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依托单位:
肝再生相关基因HSS启动子的克隆及其转录特点的研究
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批准号:30070342
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项目类别:面上项目
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资助金额:16.0万元
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批准年份:2000
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负责人:安威
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依托单位:
人HSS 基因克隆及表达产物在肝保护与肝再生中作用研究
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批准号:39870285
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项目类别:面上项目
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资助金额:12.0万元
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批准年份:1998
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负责人:安威
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依托单位:
肝刺激因子对EGF受体及其受体介导信号传导的调节作用
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批准号:39600053
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:8.0万元
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批准年份:1996
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负责人:安威
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依托单位:
国内基金
海外基金