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DHA通过PPARγ-NIX/BNIP3信号轴介导的线粒体自噬调控草鱼脂肪细胞凋亡的机制分析

批准号:
32072989
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
吉红
依托单位:
学科分类:
水产动物营养与饲料学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
吉红

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
DHA具有促进脂肪细胞凋亡进而降低动物体脂蓄积的作用。申请人前期研究发现DHA在促进草鱼脂肪细胞凋亡的同时,上调线粒体自噬标志基因的表达。结合线粒体自噬促进细胞凋亡和PPARγ通过内源性途径介导DHA诱导草鱼前体脂肪细胞凋亡的报道,申请人推测线粒体不单在DHA诱导草鱼脂肪细胞凋亡过程中起到关键作用,且线粒体自噬可能通过内源性细胞凋亡途径参与了DHA的降脂过程。鉴于此,本申请项目拟采用草鱼原代脂肪细胞培养、免疫共沉淀等细胞分子生物学技术,结合在体饲喂,解析NIX/BNIP3介导的线粒体自噬在DHA促草鱼脂肪细胞凋亡过程中的作用,重点探究DHA作为信号分子,通过PPARγ-LC3-NIX/BNIP3信号轴激活Bax/Caspase9,进而诱导脂肪细胞凋亡的机理。研究结果有助于进一步阐明DHA降低草鱼脂质蓄积的分子调控机制,为完善淡水鱼类脂质蓄积调控理论及技术研发提供参考资料和研究思路。
英文摘要
DHA can promote the apoptosis of adipocytes and reduce the body fat in fish. Mitochondria are sensitive to nutrients and participate in cell apoptosis. Our laboratory found that DHA increased the expression of mitophagy marker genes, while promoting the apoptosis of grass carp adipocytes. Combined with the reports that mitophagy promotes apoptosis and PPARγ mediates DHA induced-apoptosis of grass carp preadipocytes through mitochondria-mediated apoptosis, we speculate that not only mitochondria are the determinants in the process of DHA induced-apoptosis of grass carp adipocytes, but also mitophagy may participate in DHA promoted-lipid reduction through mitochondria-mediated apoptosis. In this project, grass carp, the unique carp species in China, would be applied as the experimental animal, the molecular biological and cell biological techniques, including cell culture and co-immunoprecipitation as well as feeding experiment to explore the mechanism of mitophagy mediated by PPARγ- LC3-NIX/BNIP3 in DHA induced-apoptosis of grass carp adipocytes via activating Bax / caspase9. The results are helpful to elucidate the molecular regulation mechanism of DHA in reducing lipid accumulation in grass carp, and give a new theoretical foundation and research approach for the study of lipid metabolism in freshwater fish.
近年来,高脂日粮的频繁使用导致养殖鱼类腹腔脂肪组织脂质过度蓄积,严重损害了鱼类健康和养殖效益。线粒体是细胞能量代谢中心,其稳态与脂质代谢密切相关,而线粒体自噬有助于维持线粒体稳态。二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid, DHA)是一种重要的脂类营养素,且线粒体可作为细胞内DHA发挥作用的靶点。诱导脂肪细胞凋亡是抑制脂肪组织脂质蓄积的有效途径。但是,线粒体自噬是否参与DHA诱导脂肪细胞凋亡从而抑制鱼类腹腔脂肪组织脂质蓄积及其分子机制有待探讨。.本项目以草鱼为研究对象,克隆获得3个草鱼线粒体自噬相关基因(BNIP3, NIX1, NIX2)的全长CDS,结合在体DHA饲喂和离体脂肪细胞实验,重点研究了DHA作为信号分子,通过PPARγ-LC3-BNIP3信号轴激活线粒体自噬,进而诱导脂肪细胞凋亡的机理。结果表明:① 草鱼BNIP3、NIX1和NIX2进化相对保守,与低浓度(0 μM、50 μM、100 μM)DHA组相比,较高浓度(200 μM)DHA激活了BNIP3/NIX介导的线粒体自噬,诱导了脂肪细胞凋亡且对线粒体功能造成了损伤,表明200 μM DHA过度激活了线粒体自噬。② 日粮中添加1% DHA显著降低了草鱼的VSI,IPFI和腹腔脂肪组织TG含量,同时导致脂肪细胞增大,激活了BNIP3/NIX介导的线粒体自噬并诱导了脂肪细胞凋亡,表明DHA诱导脂肪细胞凋亡,减少脂肪细胞数量可能是抑制腹腔脂肪脂质蓄积的有效途径;③ 离体使用Z-LEHD-FMK(内源性凋亡抑制剂)抑制了DHA诱导的脂肪细胞凋亡,表明DHA是通过内源性(线粒体)途径诱导脂肪细胞凋亡;使用Mdivi-1抑制线粒体自噬,缓解了DHA诱导的细胞凋亡和降脂作用,表明DHA可通过激活BNIP3/NIX介导的线粒体自噬诱导脂肪细胞凋亡,发挥降脂作用。④ 在HEK 293T细胞中通过双萤光素酶实验发现, PPARγ促进了LC3基因启动子活性,进而激活自噬,然后DHA通过促进LC3与BNIP3的互作诱导线粒体自噬的发生,该结果在草鱼脂肪细胞进行了验证,明确了DHA可通过PPARγ促进LC3的转录表达,激活BNIP3/NIX介导的线粒体自噬,诱导草鱼脂肪细胞凋亡,进而抑制脂肪细胞脂质蓄积。研究结果有助于阐明DHA调控草鱼脂质代谢的分子机制,为淡水养殖鱼类腹腔脂质蓄积调控提供一定的理论依据。
内质网应激参与DHA促进草鱼脂肪细胞脂解过程的机制研究
  • 批准号:
    31772863
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    吉红
  • 依托单位:
HUFA诱导草鱼脂肪细胞凋亡的作用及机制分析
  • 批准号:
    31372538
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    78.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    吉红
  • 依托单位:
PUFA对草鱼脂肪细胞线粒体发育的影响及其机制分析
  • 批准号:
    31072223
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    33.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    吉红
  • 依托单位:
多不饱和脂肪酸对草鱼脂肪细胞发育的影响及其分子机理的研究
  • 批准号:
    30771667
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    吉红
  • 依托单位:
国内基金
海外基金