课题基金 / 基金详情

大气细颗粒物诱导肝脏脂肪变性的关键组分识别及作用机制研究

批准号:
22076109
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
秦国华
依托单位:
学科分类:
环境毒理与健康
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
秦国华

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
PM2.5暴露会导致出现非酒精性脂肪肝(NAFLD)样症状,脂肪变性不仅是NAFLD等肝脏疾病的最初表型,还会增加心血管疾病和糖尿病的风险。然而目前对PM2.5中诱导肝脏脂肪变性的关键组分不清,作用机制不明。本项目拟首先基于GC−ToF-MS非靶向技术以甘油三酯为检测终点体外初筛PM2.5中可能导致脂肪变性的组分,并通过环境浓度下诱导细胞脂肪变性的剂量效应关系甄别主控效应组分。在此基础上,采用核受体结合反应考察主控效应组分与可能调控脂肪变性的核受体的结合,利用核受体激动剂或抑制剂进一步确认可与核受体结合造成脂肪变性的关键组分。最后,采用正常和瘦素缺陷型NAFLD小鼠在体验证关键组分的作用,并采用转录组测序技术阐明关键组分通过核受体调控脂肪酸代谢、脂滴蛋白合成、极低密度脂蛋白合成及分泌导致脂肪变性的作用机制。旨在为不同区域特征污染物控制、安全性评估、健康防护和临床治疗提供理论依据和技术支持。
英文摘要
Exposure to PM2.5 can lead to a non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD)- like phenotype. Steatosis is not only the first phenotype of liver diseases such as NAFLD, but also increases risk of cardiovascular and type 2 diabetes mellitus. However, so far the key components of PM2.5-induced hepatic steatosis are unknown, the underlying mechanism is still unclear as well. In this project, the components of PM2.5 that may cause hepatic steatosis will be initially screened by gas chromatography coupled to a time-of-flight mass spectrometry (GC-ToF-MS) non-target technology, combined with triglyceride as the test endpoints in vitro. The main effect components will be further identified by steatosis tests after dose-dependent treatments of cells at the environmental concentrations. On this basis, the binding ability of the main effect components to the nuclear receptors that may be involved in steatosis will be investigated by using the nuclear receptor binding reaction, and the key effect components that can be combined with the nuclear receptors to cause steatosis will be further confirmed by using the activators or inhibitors of the nuclear receptors. Finally, the normal and NAFLD mice will be used to verified the role of key components in vivo. The transcriptome sequencing technology will be used to clarify the mechanism of key components induce steatosis through nuclear receptors regulating fatty acids metabolism, lipid droplet proteins synthesis, synthesis and secretion of very low density lipoprotein. The purpose of this study is to provide theoretical basis and technical support for characteristic pollutants control, safety assessment, health protection and clinical treatment in different regions.
PM2.5暴露与非酒精性脂肪肝(NAFLD)密切相关。肝脏脂肪变性是NAFLD的典型特征。然而,目前PM2.5诱导肝脏脂肪变性的关键组分不清,作用机制不明。为此,本项目开展了系列研究:1)首先,基于GC−TOF−MS非靶向技术,以脂肪变性为检测终点,创新性地开发了一种“多级筛选”策略,综合运用机器学习与计算机评估等技术,从PM2.5中筛选出7种潜在的关键组分,包括邻苯二甲酸二丁酯、十六醇、棕榈酸乙酯、磷酸三-2-乙基己基酯(TEHP)、(Z)-7-十二烯基乙酸酯、硬脂酸甲酯和二十四烷酸甲酯。2)随后,通过分子动力学模拟揭示了PM2.5关键组分与核受体的结合模式,采用双萤光素酶报告基因系统验证了PM2.5关键组分对核受体的干扰作用,明确了上述7种关键组分能够与ERα、PPARα、PPARγ和LXRα等肝脏脂肪变性相关的核受体结合,进而通过增加脂肪酸从头合成与转入,抑制脂肪酸的分解以及输出等关键生物过程影响脂质的代谢,导致肝细胞脂肪变性,并检测了潜在关键效应组分诱导HepG2细胞脂质积累的潜力。3)在上述PM2.5诱导肝脂肪变性的7种关键组分中,TEHP激活肝脏脂肪变性分子起始事件的能力最强,具有最高优先级。因此我们进一步建立了TEHP吸入暴露小鼠模型,并结合组织病理学分析、生化指标检测和脂质组学等手段,发现TEHP暴露组小鼠全血甘油三酯(TG)含量增加,肝脏TG、T-CHO和LDL-C水平增加,肝脏淋巴细胞浸润、细胞空泡化及脂滴积累,脂质代谢相关基因的转录水平改变,肝脏的脂质组成。例如,磷脂酰胆碱和 TG增加,磷脂酰乙醇胺降低,系统揭示了TEHP长期暴露诱导小鼠肝脏的表型变化、脂质组成与毒理机制等。4)此外,从m6A角度揭示了PM2.5诱发肝脏脂肪变性的表观遗传调控机制,阐明PM2.5可通过下调阅读蛋白YTHDC2介导肝脏m6A RNA甲基化水平的升高,进而增加靶基因CEPT1和YWHAH的m6A修饰水平,降低其表达水平,最终导致肝脏脂肪变性。本研究不仅对大气PM2.5中特定有机成分驱动肝脂肪变性的肝毒性机制提供了突破性的见解,还建立了一个创新性的研究框架,可以在复杂的环境混合物中筛选出需优先考虑的生物活性/毒性组分,从而为有针对性的公共卫生干预提供了科学理论基础,为以健康结局为终点的空气质量监管和高危人群保护提供了环境风险评估范式。
基于果蝇模型研究多世代长期臭氧暴露导致代谢紊乱及发育异常的机制
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    秦国华
  • 依托单位:
PM2.5诱导心脏功能紊乱: 基于关键毒性组分在心肌肥大/纤维化发生发展中的作用研究
  • 批准号:
    21777091
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    秦国华
  • 依托单位:
线粒体功能异常在二氧化硫诱导心血管疾病中的分子机制及其调控途径研究
  • 批准号:
    21007036
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    秦国华
  • 依托单位:
国内基金
海外基金