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ERAD和Autophagy通路协同调控proAVP在内质网中质量控制的分子机理与中枢性尿崩症

批准号:
82070811
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
石国军
依托单位:
学科分类:
松果体、下丘脑、垂体及相关疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
石国军

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
肽类激素由内质网合成,其分泌水平及功能失调与多种内分泌代谢病密切相关;但目前关于肽类激素在内质网中的质量控制机制还不清楚。申请人长期从事内分泌代谢病及内质网蛋白质量控制的研究,尤其是专注于内质网相关蛋白降解途径(ERAD)的生理学功能;相关研究成果发表在J Clin Invest等杂志。我们前期研究发现ERAD缺失会引起小鼠AVP神经元中错误折叠proAVP无法降解而滞留在内质网,进而引起其分泌缺陷及中枢性尿崩症;但错误折叠proAVP清除的分子机制还不清楚。自噬是内质网中清除错误折叠蛋白的另外一条重要途径,尤其是不溶性错误折叠蛋白的清除。为此,我们构建了AVP神经元特异自噬缺失小鼠,发现其在ERAD缺失条件下是参与proAVP降解的重要途径。本课题希望进一步研究上述两条通路间互相对话维持proAVP成熟的分子机制,为治疗AVP等肽类激素失衡引起的内分泌代谢病的治疗提供新的分子靶标。
英文摘要
Peptide hormones are synthesized by the endoplasmic reticulum (ER), and ER function is essential for safeguarding peptide hormone secretion levels and their physiological function, but the mechanisms underlying the quality control of peptide hormones in ER are currently unclear. The applicant has been studying metabolic diseases and ER protein quantity control for a relatively long time, with a particular focus on the physiological function of ER-associated protein degradation pathway (ERAD), the results of which were published in journals including J Clin Invest, et al. In our previous study, we discovered that ERAD deletion caused the accumulation of misfolded proAVP in the endoplasmic reticulum of mouse AVP neurons that could not be degraded, leading to defective secretion and central diabetes insipidus. Autophagy is another important pathway for degrading misfolded proteins in the ER, especially aggregated misfolded proteins. To this end, we constructed AVP neuron-specific autophagy-deficient mice, which under ERAD-deficient conditions are critical in maintaining AVP production. We plan to further investigate the molecular selective mechanisms of the above two pathways and the degradation of the different folding status of proAVP, and provide new potential therapeutic targets for the treatment of endocrine metabolic diseases caused by imbalance of peptide hormones.
肽类激素分泌紊乱是内分泌代谢病的主要致病原因,但肽类激素在内分泌细胞内质网中质量控制机制尚不十分清楚。本项目主要以调控机体内分泌功能的肽类激素在细胞中的蛋白质量控制机制及其生理学功能。通过以精氨酸加压素(AVP)折叠成熟过程及肥胖、糖尿病等疾病为模型,本项目深入研究了内质网质量控制通路中内质网相关蛋白降解通路(ERAD)、自噬通路(Autophagy)及未折叠蛋白质反应通路(UPR)对肽类激素在细胞中合成、折叠、降解及分泌过程的分子机制,为肽类激素分泌紊乱相关内分泌代谢病治疗提供理论依据。 . 本项目取得了如下主要研究进展、重要结果、关键数据。第一,建立了聚焦与内质网中蛋白质量控制通路探讨肥胖、糖尿病及其微血管并发症致病机制的多组学研究平台。通过单细胞RNA可变剪切揭示胰岛中负责胰岛素分泌的β细胞异质性及其去分化介导2型糖尿病发生发展的机制(图1);通过全基因组水平筛选调控细胞内质网中UPR通路新机制,发现 DNA损伤修复基因RBBP8通过激活UPR中PERK通路引起肝脏脂质沉积(图2);揭示肥胖条件下,脂毒性引起膈肌细胞内质网应激及脂质沉积,并激活PERK通路引起炎症及胰岛素抵抗(图3)。第二,打造了基于内质网中UPR通路IRE1α蛋白与内质网上炎症反应通路STING蛋白组成的IRE1α-STING信号轴调控代谢性炎症的基础与转化研究体系。揭示脂毒性激活内皮细胞内质网IRE1α引起下游STING激活致炎症反应(图4);揭示GLP-1RAs可抑制脂毒性诱导的内皮细胞STING炎症反应通路引起的微血管损伤(图5);发现高胆固醇通过抑制内质网HRD1激活IRE1α引起血管平滑肌细胞炎症反应(图6);发现胆固醇通过抑制内质网HRD1表达引起血管平滑肌衰老(图7)。第三,开发了靶向调控内质网蛋白治疗代谢病的小分子筛选及验证技术平台。发现隐绿原酸可增加错误折叠蛋白降解改善激素分泌(图8);甘草黄酮可缓解内质网应激改善非酒精性脂肪肝,双香豆素可缓解内质网应激改善肝损伤和纤维化(图9);小鼠尿液中蛋白MUPs可通过抑制肝细胞IRE1α改善肝损伤及脂质沉积(图10)。. 上述结果,为了解内分泌细胞中肽类激素的折叠、成熟、降解、分泌等分子机制及靶向干预提供了新的思路与策略,为肽类激素分泌紊乱引起的内分泌代谢病相关治疗提供了实验依据。
内皮细胞IRE1α敲除通过促进脂肪组织产热改善2型糖尿病的作用与机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    15.0万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    石国军
  • 依托单位:
国内基金
海外基金