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GRP94对高温应激诱导小黄鱼肝脏细胞凋亡及其信号分子IRE1α的调控作用研究

批准号:
32102765
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:
刘峰
依托单位:
学科分类:
水产学基础
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘峰

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
高温应激造成养殖鱼类肝脏损伤,给水产养殖带来巨大影响,备受人们关注。前期研究发现高温应激导致小黄鱼肝脏细胞凋亡、内质网应激标志蛋白GRP94(葡萄糖调节蛋白94)基因和细胞凋亡关键信号分子IRE1α(肌醇需求激酶1α)基因均显著上调表达。推测高温应激导致内质网应激,进而激发IRE1α介导的细胞凋亡的发生,但是IRE1α对高温应激诱导细胞凋亡的响应机制以及GRP94在此过程中的作用机理尚不清楚。本项目拟开展小黄鱼的体内实验和小黄鱼肝细胞的体外实验,采用高通量测序、实时荧光定量PCR、流式细胞术、免疫组化、蛋白免疫印迹、抑制和过表达等手段,解析GRP94和IRE1α对高温应激诱导细胞凋亡的响应机制、GRP94对IRE1α及其介导的细胞凋亡的调控作用。本项目将进一步揭示鱼类肝脏响应高温应激的分子调控机制,为从提高肝脏内源性保护角度防治高温应激诱导的肝病提供科学依据。
英文摘要
Heat stress, which causes liver damage in farmed fish, has an enormous impact on aquaculture and has thus attracted widespread attention. Preliminary studies found that heat stress caused liver apoptosis, and both the genes of endoplasmic reticulum stress marker protein GRP94 (Glucose regulatory protein 94) and the key apoptosis signal molecule IRE1α (Inositol-requiring enzyme 1α) were significantly up-regulated in the small yellow croaker, Larimichthys polyactis. We speculated that heat stress leads to endoplasmic reticulum stress, which in turn stimulates the occurrence of IRE1α-mediated apoptosis. However, the response mechanism of IRE1α to heat stress and the mechanism underlying GRP94 action still remain unclear. This project intends to carry out both in vivo and in vitro experiments to explore the response mechanisms of GRP94 and IRE1α to heat stress, and the regulatory effect of GRP94 on IRE1α and apoptosis, using the high-throughput sequencing, RT-qPCR, flow cytometry, immunohistochemistry, Western blotting, as well as the inhibition and overexpression of specific genes. This project will work toward identifying the molecular regulation mechanism that is active in the fish liver in response to heat stress. Furthermore, a scientific basis for the prevention and treatment of heat stress-induced liver diseases will be provided from the perspective of improving liver endogenous protection.
高温应激诱发的肝损伤是制约水产养殖可持续发展的重要瓶颈问题,其分子调控机制亟待深入研究。前期研究已揭示,高温应激可显著促进小黄鱼肝脏细胞凋亡,伴随内质网应激标志蛋白GRP94和凋亡关键调控因子IRE1α基因表达的显著上调。提示高温应激导致内质网应激,进而激活IRE1α介导的细胞凋亡通路,但是IRE1α对高温应激诱导细胞凋亡的响应机制以及GRP94在此过程中的作用机理尚不清楚。本项目通过综合运用组织病理学分析、氧化应激指标评估、细胞凋亡率测定及凋亡相关基因表达水平的检测手段,全面解析了高温应激对小黄鱼肝脏细胞凋亡的诱导作用。采用转录组和蛋白组联合分析筛选出高温应激下小黄鱼肝脏中的差异表达基因,并通过功能富集分析,构建了GRP94和IRE1α响应高温应激的分子调控网络。同时,利用qPCR和免疫荧光技术揭示了肝脏中GRP94和IRE1α基因和蛋白响应高温应激的表达特征。为了深入探究GRP94的功能,建立了小黄鱼肝细胞体外培养技术以及GRP94抑制和过表达技术,阐明了GRP94表达变化对IRE1α及其介导的细胞凋亡的调控作用。研究结果揭示了GRP94在高温应激诱导小黄鱼肝细胞凋亡中的关键作用,及其对信号分子IRE1α的调控机制。本项目的实施进一步丰富了鱼类肝脏响应高温应激的分子调控机制,为从增强肝脏内源性保护角度有效防治高温应激诱导的肝病提供了重要理论依据。
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