生物钟调控在紫檀芪改善短期睡眠限制小鼠肝脏糖脂代谢中的作用及机制研究
批准号:
82073548
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
陈卡
依托单位:
学科分类:
人类营养
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈卡
中文摘要
睡眠限制(SR)是代谢综合征发生的独立危险因素。最新研究表明,生物钟介导的代谢调控扰乱及其后续效应是短期SR所致可逆性代谢紊乱进展为代谢性疾病的根本原因。我们前期研究发现,紫檀芪可提高SR小鼠耐力和维持骨骼肌核心钟基因节律,提示紫檀芪可能通过调控生物钟参与代谢调节。本项目拟采用小鼠短期SR模型证实紫檀芪的代谢改善作用,并结合基因芯片、乙酰化修饰组学等技术对核心钟基因敲除和野生型小鼠肝脏核心钟基因、代谢相关钟控基因转录表达及乙酰化水平及昼夜节律进行分析,以揭示其在生物钟介导的转录及翻译后修饰水平上的调控作用;研究进一步采用基因敲减、荧光素酶报告基因及活体成像技术,从调节Rev-erb/ROR-BMAL1反馈回路和影响NAD+依赖去乙酰化酶Sirtuins活性两方面,在体内外深入探讨紫檀芪参与生物钟调控的分子机制。本项目从时间生物学角度揭示紫檀芪代谢调节机制,将为其开发利用提供科学依据。
英文摘要
Sleep restriction (SR) is an independent risk factor for the development of metabolic syndrome. Recent studies have shown that the disruption of clock-mediated metabolic regulation and its long-term aftereffects might be the main cause of the progression of reversible metabolic disorders caused by short-term SR to metabolic diseases. Our previous study found that pterostilbene (PTE) can improve the endurance of SR mice and is related to the maintenance of skeletal muscle core clock gene rhythm, suggesting that PTE may participate in metabolic regulation via the biological clock machinery system. In this project, the short-term SR model of mice will be used to verify the improvement effect of pterostilbene on metabolic disorders. Meanwhile, combined with the advanced technology including the gene microassay and acetylome, the transcriptional and post-translational acetylation rythmn of the core clock gene and the metabolic-related clock-controlled genes in both the clock gene deficiency mice and the wild-type mice will be analyzed to reveal whether the mitagation effect of PTE is clock-dependent. In order to clarify the molecular mechanisms, using siRNA, luciferase reporter gene analysis and molecular imaging in vivo technology, further investigations will focus on whether the clock-mediated regulations iare associated with the modificaiton of the activation status of the Rev-erb/ROR-BMAL1 pathway and the activity of the NAD+-dependent deactylation enzyme Sirtuins.This project will elucidate the metabolic regulation mechanism of PTE in the circadian biology perspective, which would support scientific evidences for better use the PTE.
睡眠限制(SR)是代谢综合征发生的独立危险因素,生物钟介导的代谢调控扰乱及其后续效应是短期SR所致可逆性代谢紊乱进展为代谢性疾病的根本原因。紫檀芪(PTE)是一种广泛存在于浆果和中草药龙血蝎的黄酮类化合物,具有抗炎、抗氧化及代谢调节等生物学功效,PTE能否改善SR条件下代谢紊乱及其作用机制尚不清楚。本项目在构建小鼠短期SR模型基础上,首先明确了PTE干预(100 mg/kg•bw•d)能有效改善SR小鼠糖脂代谢紊乱,表现为降低SR小鼠血脂及糖耐量异常,减轻肝脏脂质沉积及线粒体损伤,维持肝脏线粒体动力学稳态相关因子(Mfn1、Mfn2、Opa1、Pgc1a、Tfam等)等转录表达;通过TSE代谢监测系统评估整体代谢、CLOCKLAB系统监测自发活动节律以及余弦法分析肝脏生物钟(Clock、Bmal1、Rorγ等)及钟控代谢调控基因(Pparα、Pgc1、Pdk4、Srebf2、Scd1、Sirt1、Sirt3、Nampt等)转录表达的昼夜节律,进一步证实PTE能有效改善SR小鼠活动及整体代谢节律,并参与肝脏核心钟基因、代谢调节转录因子及酶的节律振荡维持;在采用系列Pan-antibody明确乙酰化修饰(Kac)节律扰乱是SR小鼠肝脏PTMs改变重要特征基础上,继而联合LC-MS乙酰化修饰组学及去乙酰化修饰酶Sirtuins活性调控分析,进一步发现PTE还通过维持NAD+介导的SIRT1/3表达及活性昼夜振荡,进而显著减轻SR小鼠肝脏异常Kac修饰节律扰乱;采用分子对接、荧光素酶报告基因及小动物活体成像技术等技术,首次揭示PTE作为小分子生物钟调节剂,靶向激活核受体RORγ进而调节RORγ-BMAL1反馈回路是其维持代谢节律稳态的分子机制。本项目从时间生物学角度解析紫檀芪代谢调节机制,将为其用于防治SR导致的代谢性疾病、以及生物钟扰乱相关的其它疾病提供科学依据。
大豆甙元活性代谢产物雌马酚调控Txnip表达对糖尿病胰岛素分泌和胰岛素抵抗的影响及机制研究
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批准号:81102128
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2011
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负责人:陈卡
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依托单位:
国内基金
海外基金