AMPK-mTOR在牛磺酸调控有氧糖酵解缓解乳房链球菌感染中的作用机制研究
批准号:
32072867
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
苗晋锋
依托单位:
学科分类:
兽医免疫学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
苗晋锋
中文摘要
为探讨牛磺酸是否通过调控AMPK-mTOR(感知、调节物质和能量代谢的关键分子)来影响乳腺细胞中有氧糖酵解途径,进而全面调节宿主的物质及能量代谢,以缓解乳房链球菌感染引起的炎症。本研究拟将牛磺酸、乳房链球菌和重要乳腺细胞(Mφ、PMN及MECs)按一定的时序、组合共孵育,并适时激活/抑制糖酵解途径及AMPK、mTOR的表达与活性,通过比较各代谢途径关键酶上下游底物/产物浓度、酶活性、效应分子、胞内载菌量及细胞损伤等的变化,首先从细胞水平评价有氧糖酵解现象及AMPK、mTOR分子在牛磺酸缓解乳房链球菌感染过程中对乳腺细胞物质和能量代谢的影响及生物学意义,然后在动物上进行整体验证,最终达到全面阐明AMPK-mTOR在牛磺酸调控有氧糖酵解,缓解乳房链球菌感染中的作用机制的目的。研究的开展,将为乳房链球菌等胞内菌感染引起的乳腺炎的防控,提供新的思路及有效手段,对奶牛产业的健康发展具有重要的意义。
英文摘要
The goal of this study is to investigate whether AMPK-mTOR signaling, a pathway key to energy metabolism, could mediate the effects of taurine on the aerobic glycolysis pathway in mammary cells, allowing the host to alleviate Streptococcal breast infection through regulation of the substance and energy metabolism. In this study, important breast cells (Mφ, PMN and MECs) will be cultured with various combinations of taurine and Streptococcus uberis for various time periods. We will perturb the glycolysis pathway and the expression and activity of AMPK and mTOR. By monitoring the activities of enzymes functioning in the metabolic pathways, the levels of their substrates and products, effector molecules, intracellular bacterial load and the change of cell damage, our studies uncover the cellular and molecular mechanisms through which the glycolysis pathway and of AMPK/mTOR signaling mediate the effect of taurine in alleviating Streptococcal breast infection. Results from these in vitro experiments will be further validated by whole animal studies. Collectively, the above work will define the function of AMPK-mTOR as a mediator of taurine in attenuating mastitis caused by Streptococcus uberis, and identify novel strategy for prevention and control of intracellular bacteria such as Streptococcus uberis, which is of great significance for the development of the dairy industry.
AMPK作为“能量感受器”,可通过负调节mTOR的活性,维持胞内代谢平衡。深入了解AMPK-mTOR信号途径在牛磺酸调控有氧糖酵解,缓解S. uberi感染中的作用机制,对于有效控制该菌引起的乳腺炎至关重要。本研究以牛磺酸、S.uberis、乳腺组织及细胞为对象,探究牛磺酸在感染过程中对AMPK-mTOR信号通路及其介导的炎性反应的影响以及对感染引起的氧化应激宿主代谢的影响。取得如下研究结果:.(1)牛磺酸降低了S. uberis感染细胞中葡萄糖代谢相关代谢产物水平和氨基酸水平,改善细胞的能量代谢和生物合成。此外,牛磺酸显著降低S. uberis刺激下EpH4-Ev细胞的糖酵解和氧化磷酸化水平。.(2)牛磺酸降低了S. uberis感染中的糖酵解水平和糖酵解关键酶活性,有效减少感染中TNF-α和IL-1β的含量和ROS水平,降低细胞培养上清中的NAGase活性。.(3)牛磺酸可以促进AMPK磷酸化水平,抑制其下游mTOR以及mTOR信号相关蛋白磷酸化,降低S. uberis感染中的糖酵解能力、线粒体呼吸能力以及储备呼吸能力,从而减少细胞TNF-α和IL-1β的分泌,降低ROS产生和细胞上清的NAGase活力。.(4)S.uberis感染显著提高了HIF1α的表达水平及其在细胞核中的积累,促进了HK2和PFK1以及炎性因子TNF-α和IL-1β表达水平,并且HIF1α的激活依赖于mTOR介导的ROS产生;与S.uberis感染组相比,牛磺酸可以显著抑制HIF1α通路活性,降低mTOR表达和磷酸化水平。.(5)S. uberis感染会通过上调细胞脂质代谢途径增加宿主胞内LDs水平,而牛磺酸预处理可显著下调EpH4-Ev 细胞中ACC活性以及Fasn、Scd1和Srebf1的表达水平,降低EpH4-Ev细胞中SREBP1、IDOL蛋白表达水平,从而降低细胞中LDs水平及胞内载菌量。.(6) S. uberis感染会耗竭精氨酸,造成细胞和组织氨基酸代谢紊乱,促进生成甘氨酸和谷氨酰胺等氨基酸,用于抗氧化剂的合成,抵抗病原微生物侵袭;S. uberis感染显著上调乳腺上皮细胞和乳腺组织中miR155的表达水平,提示miR155可作为诊断奶牛乳腺炎的生物标志物。
RIPK1 新磷酸化位点Y309修饰在乳房链球菌诱发坏死性凋亡及影响感染过程中的作用研究
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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:55万元
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批准年份:2022
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负责人:苗晋锋
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依托单位:
肌醇磷脂- Ca2+- NFAT途径在牛磺酸缓解乳房链球菌感染中的作用
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批准号:31672515
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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:2016
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负责人:苗晋锋
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依托单位:
TLRs/mROS信号通路在宿主抗乳房链球菌感染中的作用研究
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批准号:31472164
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项目类别:面上项目
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资助金额:88.0万元
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批准年份:2014
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负责人:苗晋锋
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依托单位:
荚膜多糖在乳房链球菌感染乳腺过程中的作用研究
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批准号:31101783
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2011
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负责人:苗晋锋
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依托单位:
国内基金
海外基金