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基于APN/AMPK/PPARγ正反馈环路探讨太白楤木皂苷调控线粒体稳态抑制足细胞损伤的分子机制

批准号:
82104590
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:
王磊
学科分类:
中西医结合临床基础
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
王磊

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
足细胞线粒体稳态失衡是糖尿病肾病(DN)的始动环节,APN/AMPK/PPARγ正反馈环路可从多环节调控线粒体稳态,在修复足细胞损伤中发挥关键性作用。太白楤木是秦巴山区特色药材,在我国治疗消渴症和肾虚水肿历史悠久,但其具体作用机制不清。我们前期研究发现,太白楤木皂苷(sAT)能升高体内脂联素(APN)水平、改善糖脂代谢异常和线粒体功能障碍,降低血肌酐和尿素氮水平,减轻肾间质纤维化程度,提示其可能具有肾保护作用。预实验证实,sAT可减轻足细胞线粒体损伤,激活足细胞AMPK和PPARγ。为进一步证实APN/AMPK/PPARγ正反馈环路在sAT调节线粒体稳态中的作用,本课题拟从整体动物、细胞和分子等多层面,采用ELISA、Western blot和siRNA干扰等技术对其进行深入探讨。完成本课题不仅为sAT临床应用提供理论依据,也为DN防治药物的开发提供新思路,具有重要的理论和临床价值。
英文摘要
Mitochondrial homeostasis disorder of podocyte is the primary reason for diabetic kidney (DN). APN/AMPK/PPARγ has regulation effects on mitochondrial homeostasis through several aspects, and plays a key role in repairing podocyte injury. Aralia taibaiensis, a competitive medicinal herb from Qinba mountainous region, has a long history in the treatment of diabetes and kidney deficiency. However, its mechanism is largely unknown to us. Our previous study demonstrated that the total saponin extract from Aralia taibaiensis(sAT) increased adiponectin (APN) levels, reduced the fasting blood glucose, serum creatinine and urea nitrogen, improved renal interstitial fibrosis showing protective effects against renal injury in diabetic rats. The preliminary experiment suggested that sAT reduced mitochondrial dysfunction, activated AMPK and PPARγ in podocyte. To further elucidate the important role of the APN/AMPK/PPARγ positive feedback loop in the protection of podocytes by sAT, ELISA, Western blot, siRNA interference and other related technology were used on the animal, cellular and molecular levels. These studies not only provide a new experimental basis for prevention and treatment of DN, but also provides new research strategies in preventing and treating DN in clinical.
糖尿病肾病(DN)是糖尿病最严重且危害性最大的并发症之一,中药具有多靶点、多环节、综合治疗等特点,与西药相比具有无法比拟的优势,但物质基础不清和作用机制不明严重制约其发展。足细胞线粒体稳态失衡是糖尿病肾病(DN)的始动环节,通过中医药手段补肾益气可维持线粒体稳态从而发挥DN保护作用。太白楤木是楤木属植物,为“太白七药”之一,具补肾益气、活血散瘀之功效,具有很好的抗糖尿病活性。.在本次研究中,我们首先通过体内模型,利用血液生化、组织病理学等指标验证楤木皂苷部分恢复了糖尿病大鼠肾脏功能,明确楤木皂苷可以改善糖尿病大鼠血糖、血肌酐、尿素氮水平,缓解肾脏组织纤维化、肾小囊萎缩、肾小球基底膜增厚、炎性细胞浸润、肾小管空泡化、细胞凋亡等现象。在此基础上,于内外水平观察足细胞标志蛋白、凋亡相关蛋白的表达变化,发现与模型组相比,楤木皂苷可以增加nephrin、podocin 、synaptopodin和WT-1的表达,降低Cleaved caspase-3、Bax凋亡蛋白的表达,增加抗凋亡蛋白Bcl2,与TUNEL免疫荧光染色结果一致。此外楤木皂苷还增加了SOD、CAT和GSH-Px等抗氧化酶水平,激活Nrf2/HO-1信号通路,进一步明确了楤木皂苷对糖尿病肾病足细胞损伤的保护作用。基于此,我们继续深入探讨楤木皂苷对足细胞线粒体稳态的调节作用,发现楤木皂苷可以降低线粒体内活性氧mtROS,增加TOM20的表达,提高了细胞内ATP含量,部分恢复了高糖诱导的线粒体膜电位的降低,改善了线粒体的形态。相关拓展研究还发现,楤木皂苷通过改善内质网应激相关蛋白,与线粒体对话,协同发挥肾损伤的保护作用。我们进一步应用AMPK特异性抑制剂Compound C、PPARγ抑制剂GW9662及siRNA干预等手段,检测APN/AMPK/PPARγ的变化,并对各组细胞线粒体膜电位、线粒体相关PGC-1α、TFAM、PPARγ和细胞核中NRF1蛋白的表达水平的改变,ATP的含量,NRF2、HO-1的表达,抗氧化酶GSH、SOD活性改变进行检测,MitoSOX Red荧光探针测定各组细胞中的mtROS积累,最终明确了sAT 通过APN 调控AMPK/PPARγ 维持足细胞线粒体稳态的具体作用机制。
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