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铁蛋白轻链(FTL)基因在阿尔茨海默病发病中的作用及机制研究

批准号:
82071181
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
陈炜
依托单位:
学科分类:
意识障碍与认知功能障碍
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈炜

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
阿尔茨海默病(AD)严重影响人类健康,但发病机制未明。近年研究提示,铁沉积诱发氧化应激与Aβ沉积,可能在AD发病中起重要作用。有报道指出,认知功能受损患者杏仁核中铁蛋白轻链(FTL)蛋白表达增高。我们近期工作发现,中度AD小鼠海马中FTL基因在多种细胞中表达,FTL蛋白和Aβ水平与野生型小鼠相比显著升高并呈正相关,提示FTL基因高表达与AD发病相关,可能的机制是通过影响铁沉积、产生ROS、促使Aβ沉积、激活小胶质细胞形成恶性循环。本研究在前期结果基础上,拟结合AD小鼠模型和AD患者脑组织,研究AD不同阶段海马中FTL基因表达变化,并通过FTL基因敲除小鼠及病毒介导的FTL过表达,调控FTL表达量;联合单细胞RNA-seq、免疫染色、Western Blot、ELISA、药理学及行为学等方法,阐明FTL基因在AD发病中的作用及可能机制。本研究有望为AD病理机制提供新思路。
英文摘要
The pathogenesis of Alzheimer's disease (AD) has not yet been fully elucidated. Recent studies have shown that iron deposition may induce oxidative stress and Aβ deposition, which are important mechanisms for the pathogenesis of AD. Studies have reported that the expression level of ferritin light polypeptide (FTL) protein were increased in the amygdala in patients with cognitive impairment. In our previous studies, we found that FTL gene was expressed in different kinds of cells in the hippocampus of mice with moderate AD, and FTL protein and Aβ were significantly increased compared with wild type mice. These results indicates that overexpression of FTL gene is involved with the pathological process of AD. The possible mechanism could be influencing the deposition of iron, inducing ROS production, promoting the deposition of Aβ, and activating microglia, which forms a vicious circle. On the basis of previous results, we will use AD mouse model and postmortem brains of AD patients to explore the FTL gene expression changes in the hippocampus throughout the process of AD and use FTL knock-out hybridization and virus-mediated gene overexpression mouse model to regulate FTL expression. Single-cell RNA-sequencing, immunohistochemical staining, Western blot, ELISA, pharmacological and behavioral studies will be used to find out the possible mechanism of FTL in the pathogenesis of AD. This study will provide new ideas for the pathological mechanism of AD.
阿尔茨海默病(AD)的发病机制尚未阐明。研究显示铁沉积诱发氧化应激与β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积可能在AD中起关键作用。我们首先分析单细胞转录组测序数据集(GSE138852)发现海马内嗅皮层中铁轻链蛋白基因(FTL)主要于小胶质细胞和少突胶质细胞中表达,铁重链蛋白基因(FTH)主要在星型胶质细胞和少突胶质细胞中表达,期且AD组神经元中FTL的表达显著高于对照组,FTH 的表达显著低于对照组。在覆盖AD完整病程(Braak 0-VI期)的尸解后人脑海马组织中,我们检测了FTL、过度磷酸化Tau蛋白(p-Tau)及铁(Fe3+)等含量变化,发现随着AD进展,海马CA1区Fe3+含量、FTL分子和pTau累积加剧,且在AD早中期(Braak 0-IV期),FTL表达与pTau的累积呈现显著正相关。我们进一步探究AD病程中前额叶样本的全基因组微阵列结果,揭示了FTL和FTH的mRNA水平随疾病发展的动态变化和脑区特异性。我们于7月龄5×FAD和野生对照(WT)小鼠的单细胞核转录组数据,发现FTL和FTH在海马CA1区神经元中表达上调。通过测定不同月龄(7月龄和13月龄)5×FAD雄鼠及其对照小鼠海马CA1区FTL的表达水平、线粒体裂变水平及认知功能水平,我们发现7月龄雄性5×FAD小鼠的海马CA1区FTL、线粒体裂变分子动力蛋白-1样蛋白(DRP1)的表达增加,且这种趋势在13月龄后进一步加剧,同时伴随着空间学习记忆功能显著降低。对7月龄5×FAD雄鼠和WT雄鼠给予全身FTL敲低,发现抑制FTL表达改善了5×FAD小鼠的学习记忆行为紊乱,降低了海马小胶质细胞激活标志物IBA1和DRP1的水平,尽管对Aβ沉积未产生显著影响。于7月龄5×FAD雄鼠海马CA1区注射FTL敲低shRNA慢病毒和对照病毒,发现局部抑制FTL表达能够有效缓解AD模型小鼠5×FAD的认知功能障碍和减少Aβ沉积。部分研究结果发表在《Transl Psychiatry》等国际学术期刊,后续论文在投稿和准备中。该项目结合AD动物模型和人脑组织样本研究,系统揭示海马FTL基因AD进程中的显著时空特异性变化及其在疾病发病中的潜在机制。研究为进一步探索FTL在AD发病机制中的作用提供了新的证据,并为开发针对AD的新型治疗靶点提供了新思路。
铁蛋白轻链(FTL)基因在阿尔茨海默病发病中的作用及机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    55万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    陈炜
  • 依托单位:
lncRNA-POIR/miR-182轴调控肝癌索拉非尼耐药的作用及机制研究
  • 批准号:
    LY21H160021
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    陈炜
  • 依托单位:
阿尔茨海默病治疗新进展
  • 批准号:
    LS19H090001
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    陈炜
  • 依托单位:
mTORC1/2调控肝癌ARK5介导的谷氨酰胺代谢的作用及机制研究
  • 批准号:
    81602092
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    17.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    陈炜
  • 依托单位:
国内基金
海外基金