β1受体通过二聚体-单体转换引发心力衰竭时β受体信号异常的机制研究
批准号:
82070406
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
申翱
依托单位:
学科分类:
心力衰竭
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
申翱
中文摘要
β肾上腺素受体(β受体)信号异常是心力衰竭(心衰)的基础,但关键问题“心衰时β1受体的儿茶酚胺(CA)敏感性为何降低”尚未阐明。我们已证明β2受体二聚体和单体分别位于细胞膜和细胞质、执行不同功能(Nat Commun 2018)。预实验显示心肌中β1受体以二聚体为主、脚手架蛋白SAP97仅结合β1二聚体;心衰时β1改以单体为主且内吞增加,伴有SAP97减少。据此我们提出假说:β1二聚体和单体间的转换决定了β1受体的CA敏感性。本项目拟采用单分子成像、动物模型、二聚突变体等工具,证明心脏中β1二聚体和单体的功能不同,心衰时SAP97减少导致的β1二聚体-单体转换改变了亚细胞定位,从而引起细胞膜上β1受体CA敏感性降低和细胞质β1-CaMKII等病理信号增强。本项目将阐明心衰时β1受体通过二聚体-单体转换引发β受体信号异常的机制,并证实β1形成二聚体的调控因子SAP97可作为心衰治疗新靶点。
英文摘要
Abnormal signaling of β adrenergic receptor (βAR) is the fundamental of heart failure (HF), however the reason of decreased β1AR catecholamine sensitivity during HF is not fully understood. We have reported that dimeric and monomeric β2AR locate on cell membrane and cytosol separately, with distinct functions (Nat Commun 2018). Further data show that in cardiac myocytes most β1AR form dimers and scaffold protein SAP97 bind with dimeric β1AR exclusively; while during HF most β1AR switch to monomers, which is accompanied with increased β1AR internalization and reduced SAP97 expression. Based on those data we speculate that in the heart the switch between β1AR dimer and monomer determines catecholamine sensitivity of β1AR. This study will use tools including single-molecule imaging, rodent model, and dimeric mutants to prove that dimeric and monomeric β1AR function differently in the heart, during HF the loss of SAP97 promotes β1AR switch from dimer to monomer, which changes β1AR subcellular locations and subsequently cause decreased β1AR catecholamine sensitivity on the cell membrane and up-regulation of pathological signalings such as β1AR-CaMKII in the cytosol. This study will elucidate the mechanism of abnormal β adrenergic signaling caused by β1AR dimer-monomer switch during HF, and prove that the dimeric β1AR switcher SAP97 can be a novel therapeutic target of HF.
项目按照申请书制定的研究计划稳步进行,研究计划无重大调整。目前已基本完成研究目标,正在开展研究计划中预定的动物实验,并对已取得结果展开深入研究。β1肾上腺素受体(β1受体)信号异常是心力衰竭发生和发展中最重要的特征之一,主要表现为细胞膜上的β1受体含量降低,从而降低儿茶酚胺敏感性;同时,β1受体有单体和二聚体两种聚集态,但各自的功能不清楚。本项目的主要研究内容是采用课题组开发的单分子下拉(SiMPull)技术,结合细胞和动物模型,研究单体和二聚体形式β1受体的不同功能,以及心力衰竭时由脚手架蛋白SAP97介导的二聚体-单体转换对于β1受体信号传导的影响。本项目的重要结果包括:首次发现β1受体在细胞膜上同时存在单体和二聚体,细胞质仅存在单体;儿茶酚胺刺激和心衰会导致β1受体单体含量上升,促进β1受体内吞、细胞膜上β1受体含量降低;进一步研究发现SAP97调控β1受体的聚集态,敲低SAP97促进单体形成、过表达SAP97促进二聚体形成;β1受体C端的PDZ结构域在受体与SAP97结合中发挥关键作用,突变PDZ结构域后β1受体的单体含量上升;细胞质中的单体β1受体与CaMKII结合引发心衰时病理信号。本研究的科学意义在于开辟了心衰发生和发展机制研究的新方向,首次揭示了β1受体单体和二聚体各自的生物学功能并基于此解释了心衰时儿茶酚胺敏感性降低的原因,阐明了心衰时β1受体通过二聚体-单体转换引发β受体信号异常的机制,并证实β1受体形成二聚体的直接调控因子SAP97可作为心衰治疗新靶点。
双靶点广谱抗冠状病毒智能前药的开发
及其抗新冠病毒的机制研究
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2025
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负责人:申翱
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依托单位:
肺心病时lncRNA Aloha通过抑制AXL-cJUN正反馈回路缓解心肺纤维化的机制研究
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:15.0万元
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批准年份:2024
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负责人:申翱
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依托单位:
β1受体通过二聚体-单体转换引发心力衰竭时β受体信号异常的机制研究
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:55万元
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批准年份:2020
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负责人:申翱
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依托单位:
由β受体亚群介导的β受体阻滞剂偏好性信号转导研究
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批准号:2020A1515010159
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2020
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负责人:申翱
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依托单位:
国内基金
海外基金