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Parkin通过对SURF1转录调节调控线粒体功能介导病理性心肌肥大的机制研究

批准号:
82104157
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:
王盼霞
依托单位:
学科分类:
心脑血管药物药理
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
王盼霞

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
细胞核转录调控障碍和线粒体蛋白转录后修饰异常介导的线粒体功能紊乱是病理性心肌肥大向心衰发展的核心病理过程。帕金森病蛋白2 (Parkin)通过线粒体自噬及转录调控在调节细胞功能中发挥关键作用。我们发现心肌肥大进程中Parkin入核增多加剧了线粒体功能障碍及心肌肥大反应,但其介导的心肌肥大并不依赖于线粒体自噬。进一步筛查发现电子传递链复合物IV的组装蛋白即Surfeit基因座白1 (SURF1)可能是Parkin核内调控的关键下游分子。据此我们提出Parkin的入核调控转录可能是造成线粒体功能障碍并介导心肌肥大的关键。本课题将重点研究 Parkin入核调控转录对线粒体功能和心肌肥大的具体影响,明确Parkin对SURF1的转录调控是其诱导线粒体功能异常及心肌肥大的关键,并深入研究其作用控机制,从转录调控及细胞器互作角度研究Parkin新功能,为防治心肌肥大提供新思路。
英文摘要
Disordered transcriptional regulation and post-translational modification of mitochondrial proteins are the core pathological mechanism of cardiac hypertrophy to heart failure. Parkin (Parkinson's disease protein 2) plays a critical role in regulation cellular function through mitochondrial autophagy and transcriptional regulation. During the development of cardiac hypertrophy, we found that Parkin accumulated in the nucleus and exacerbated mitochondrial dysfunction and cardiac hypertrophy, which was independent of mitophagy. Further screening found that SURF1 (Surfeit locus protein 1) the assembly factor of electron transport chain complex IV (ETC-complex IV) might be the pivotal downstream target of Parkin in the nucleus. Therefore, we speculate that the transcriptional regulation of nuclear-localized Parkin plays a pivotal role in aggravating mitochondrial dysfunction and cardiac hypertrophy. In this study, we will focus on the transcriptional regulatory role of Parkin in the regulation of mitochondrial function and cardiac hypertrophy. Furthermore, we will explore whether SURF1 is the key downstream of Parkin for the regulation of mitochondrial function during cardiac hypertrophy and the detailed mechanism. From the perspective of transcriptional regulation and interaction between organelles, this study will reveal new function of Parkin and provide new ideas for the treatment of cardiac hypertrophy.
病理性心肌肥大是心脏对多种病理刺激做出的适应性反应,是心衰持续进展的独立危险因素。心肌细胞中线粒体含量丰富,线粒体功能障碍是病理性心肌肥大向心衰进程的核心病理机制,而线粒体功能受到严格的细胞核内转录调控,因此基于心肌细胞中线粒体功能调控,从核内转录调控角度探索防治心肌肥大的关键靶点具有重要意义。Parkin(Parkinson’s disease protein 2)可通过调控线粒体自噬进而控制线粒体质量,近年来其非线粒体自噬依赖的作用被广泛报道。我们前期也观察到在心肌肥大过程中Parkin的细胞核定位明显增多。因此,在本项目中,我们阐明核定位的Parkin在心肌肥大的调控作用及具体机制。首先,我们利用体内外心肌肥大模型及心肌重构模型,经WB、qPCR及IF检测明确心肌肥大过程中Parkin细胞核定位增加。进一步,构建细胞核定位的Parkin(NLS-Parkin)及胞浆定位的Parkin(Parkin-mut),发现NLS-Parkin显著加重苯肾上腺素(PE)引起的心肌细胞表面积增大、胚胎基因再激活及线粒体功能障碍。利用RNAseq筛查出Parkin可显著抑制电子传递链复合物Ⅳ组装蛋白SURF1的表达,我们阐明SURF1可显著改善PE诱导的心肌细胞肥大反应及线粒体功能障碍。进一步利用WB、qPCR检测发现NLS-Parkin显著抑制SURF1的表达而Parkin-mut则无此效应。双荧光素酶及ChIP-qPCR检测发现NLS-Parkin可直接与SURF1的启动子区域结合,进而抑制SURF1转录。此外,以改善线粒体功能为基础,我们进行了一系列具有心肌细胞保护作用化合物的筛选,我们筛选获得海洋天然产物4-14-2、SZC-6可改善线粒体功能,减少心肌细胞损伤及心肌重构,增强心脏功能。此外,还发现隐丹参酮可改善线粒体能量代谢重构降低炎症反应。本项目阐明了细胞核定位的Parkin发挥转录调控的新功能,抑制SURF1表达进而导致线粒体功能障碍加重心肌肥大进程,并通过筛选具有心肌细胞保护作用的化合物,为基于线粒体功能调节改善心肌肥大提供了新思路和新策略,并有望在心衰防治中实现转化应用。
Parkin调控SURF1转录诱导线粒体功能障碍和心肌肥大的机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    王盼霞
  • 依托单位:
国内基金
海外基金