超高海拔低氧对心脏能量代谢重编程的影响和心脏保护研究
批准号:
U20A2018
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
260.0 万元
负责人:
张浩
依托单位:
学科分类:
循环与血液生理
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张浩
中文摘要
超高海拔下的低氧是高原人群面临的主要环境应激。在此特殊环境下,心脏的能量代谢将被迫重编程来适应环境的剧烈改变。因此加强心功能保护,促进旅居者快速适应和延长世居者寿命已成为国家的重大战略需求。课题组长期从事低氧对全身生理影响的临床和转化医学研究。在前期工作中我们发现低氧诱导因子1α(HIF1α)在长期低氧动物中心脏能量代谢模式转变中的作用。在本课题中,结合西藏林芝地区超高海拔地区的世居者和援藏人员队列,利用低压低氧下急性和慢性动物模型,开展一系列心脏能量代谢的研究。本研究将具体回答“HIF1α调控通路在不同高原人群中将发生何种改变来促进心脏能量代谢重编程“这个关键科学问题。本研究拟从系统生物学角度出发,解析西藏旅居和世居者的心脏能量代谢规律,从而为入藏人员健康筛选、无创无非药物手段加速其适应提出若干行之有效的干预策略,为世居者甄别心衰高危因素,提前药物干预提供流行病学和转化医学证据。
英文摘要
The diminished ambient oxygen pressure of very high altitude is known as the main environmental stimulus to highlanders. With the exposure of hypobaric hypoxia, the cardiac energy metabolism was reprogramed to acclimatize to the severe environment. Therefore, it’s of great value to develop the related cardioprotection strategies to promote sojourners acclimatization and extend life-span of permanent residents of very high altitude locations. Our previous studies indicated that hypoxia-inducible factor 1α (HIF1α) is critical in cardiac metabolic remodeling in response to chronic hypoxia. In this study, we conducted series of research on cardiac energy metabolism based on both animal experiments and clinical cohorts of native Tibetan and cadres sent to support Tibet, and try to elucidate how HIF1α was modulated in different clusters of highlanders to induce the cardiac metabolic remodeling. Furthermore, we try to delineate the distinct cardiac metabolic patterns of native Tibetan and sojourners, so as to provide solid evidence for translational medicine when developing personalized cardioprotection strategies to promote sojourners acclimatization, to identify risk factors for heart failure and develop drug prophylaxis for permanent residents of very high altitude locations.
高海拔地区人群处于长期慢性缺氧(CH)状态。此类患者会有不同程度的心功能受损。本项目以改善高海拔地区CH患者心功能为目的,研究了慢性缺氧或低压低氧条件下心脏能量代谢的适应性改变,以及代谢适应不良的分子机制,从而提供新的可干预生物靶点;绘制了CH新生儿的早期肠道微生物组图,从多组学角度探究对宿主代谢和免疫健康的影响;提出高海拔地区肺动脉高压的干预策略。基于本项目的研究成果有:(1)明确长期CH患者在青春期存在心脏代谢异常和心功能受损;在慢性低氧小鼠中验证了心脏底物从脂肪酸为主转变为葡萄糖为主;(2)明确青春期心肌组织HIF-1α 表达减少是心脏适应性代谢下降和心功能受损的发生机制;(3)发现胰岛素增敏剂吡格列酮恢复心肌HIF-1α表达并维持CH大鼠青春期适应性代谢;(4)提出左心通过氨基酸代谢、COA循环等代谢过程显著增强及血管内皮细胞释放Mt1应对CH的适应;(5)提出右心成纤维细胞中AXL依赖PI3K-AKT信号诱发NFIC转位,继而调控其活化表型驱动CH条件下RV重塑;(6)证明代谢组扰动异常肠道微生物组与长期CH新生儿的免疫失衡和不良临床结果有关;(7)利用医工交叉构建新型便携式一氧化氮(NO)设备,其可用于治疗缓解高海拔地区重要并发症肺动脉高压;(8)揭示高原环境如何影响人群的睡眠质量和睡眠模式,并提出应对高海拔地区严重并发症肺动脉高压的干预策略。本研究的意义:(1)证明了糖酵解和葡萄糖氧化是维持CH心脏正常心功能的主要能量产生途径,强调了葡萄糖代谢对缺氧条件下心脏产能效率的重要性;(2)发现吡格列酮可以逆转青春期的这种适应不良过程,为心功能受损的慢性缺氧患者提供了一种潜在的治疗选择;(3)为理解西藏自治区高海拔低氧下心脏代谢改变提供了夯实的理论依据;(4)为高海拔地区重要并发症肺动脉高压的诊断及靶向治疗策略提供了新方向;(5)助力我国心血管领域学科发展和人才培养。
AGAP1影响急性淋巴细胞白血病发生的结构和功能研究
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批准号:--
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30万元
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批准年份:2022
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负责人:张浩
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依托单位:
长期慢性缺氧下缺氧诱导因子1α动态改变影响心脏能量代谢的机制研究
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批准号:31971048
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2019
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负责人:张浩
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依托单位:
P4HB基因新突变导致成骨不全Cole-Carpenter综合征的分子机制研究
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批准号:81870618
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项目类别:面上项目
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资助金额:57.0万元
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批准年份:2018
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负责人:张浩
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依托单位:
成骨不全家系的致病基因突变位点检测及与表型的关系研究
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批准号:30800387
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2008
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负责人:张浩
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依托单位:
国内基金
海外基金