KAT4乙酰化修饰介导色氨酸-犬尿氨酸代谢异常调控PCOS患者卵巢颗粒细胞炎症反应及线粒体损伤的作用机制研究
批准号:
82071608
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
赵越
依托单位:
学科分类:
女性生殖内分泌异常及相关疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
赵越
中文摘要
多囊卵巢综合征(PCOS)是生殖障碍和慢性炎症共存异质性疾病。课题组前期发现PCOS颗粒细胞中炎症因子上调、线粒体损伤,影响卵成熟,但具体机制尚不明确。代谢组学分析发现PCOS组卵泡液中色氨酸-犬尿氨酸代谢异常,代谢物犬尿氨酸(KYN)水平升高、犬尿喹啉酸(KYNA)水平降低,并与炎症状态密切相关;同时PCOS颗粒细胞中催化KYN生成KYNA的KAT4蛋白乙酰化水平显著升高,其酶活性可能抑制。结合工作基础和研究报道,本项目拟深入探索KAT4乙酰化介导色氨酸-犬尿氨酸代谢异常调控颗粒细胞炎症及线粒体损伤的分子机制。通过临床样本、体外细胞模型和动物模型,明确KAT4高乙酰化对其酶活性的调节,阐明KYN/KYNA水平失衡调控炎症反应和线粒体损伤的正反馈分子环路,阐释KYNA处理改善卵巢局部炎症及线粒体损伤状态并提高生殖功能的效果及作用机制,为拓展PCOS发病机理、发现新型干预靶点提供理论依据。
英文摘要
Polycystic ovary syndrome (PCOS) is universally recognized as a heterogeneous disease with coexistance of reproductive disorders and chronic inflammation. In the previous research, we found the up-regulation of inflammatory factors and mitochondrial dysfunction in the ovarian granulosa cells of PCOS patients, affecting the oocyte maturation, but the mechanism remains unclear. Moreover, based on the metabolomics analyses of follicular fluid, we found obvious metabolic abnormality of tryptophan-kynurenine (TRP-KYN) pathway in PCOS group. The level of metabolite kynurenine (KYN) was increased and the level of kynurenic acid (KYNA) was decreased, which was closely related to the inflammatory state of follicular fluid. Besides, the acetylation level of KAT4, catalyzing KYN to KYNA, was increased significantly in PCOS granulosa cells compared with that in control group, indicating the enzyme activity of KAT4 might be inhibited. Thus, combined with existing research reports on the regulatory role of metabolites in TRP-KYN pathway, this project is aimed to elucidate the role and molecular mechanism of KAT4 acetylation mediated metabolic abnormality of TRP-KYN pathway in regulating the inflammation and mitochondrial dysfunction in the ovarian granulosa cells of PCOS patients. The clinical samples, in vitro cell models and in vivo animal models will be used to clarify the the regulation of KAT4 hyperacetylation on its enzyme activity, to reveal the positive feedback molecular loop of KYN/KYNA imbalance regulating the inflammation and mitochondrial dysfunction, and to confirm the effect and mechanism of KYNA treatment on improving ovarian inflammation, mitochondrial dysfunction and reproductive function. The results of this study can provide theoretical basis for expanding the pathogenesis of PCOS and developing potential targets of intervention.
多囊卵巢综合征(PCOS)是生殖障碍和慢性炎症共存的异质性疾病。课题组前期发现PCOS颗粒细胞中炎症因子上调、线粒体损伤,影响卵成熟,但具体机制尚不明确。项目组在前期研究基础上,围绕PCOS患者色氨酸-犬尿氨酸代谢异常对卵巢功能的影响,对该代谢途径中关键酶活性改变通过介导下游代谢物水平变化对卵巢颗粒细胞炎症反应的调控机制进行深入探索。研究组利用临床专病队列样本,明确了PCOS患者机体及卵巢局部色氨酸-犬尿氨酸(KP)代谢途径异常并与炎症状态密切相关;通过靶向调控关键酶表达、代谢物添加等,结合转录组、蛋白质磷酸化组、靶向代谢组学分析,揭示了初步限速酶IDO1表达上调、关键酶KAT4乙酰化修饰水平增强可导致KP代谢途径异常激活,下游代谢产物KYN及KYNA可以通过促进转录因子AhR核易位、增强ERK1/2与NF-KB磷酸化水平来诱导人颗粒细胞炎症反应发生;进一步利用动物模型明确了靶向抑制KP途径关键酶活性可以有效改善PCOS样小鼠生殖和代谢异常表型。研究发现为拓展PCOS发病机理、发现新型干预靶点提供理论依据。以上研究结果发表SCI论文3篇、另1篇投稿中;结合PCOS患者氨基酸代谢标志物申请并获批发明专利3项;2022年获得北京市科技进步一等奖;项目培养博士、硕士研究生3名。
BCKDH缺陷通过增强SQSTM1泛素化介导PCOS卵巢颗粒细胞线粒体自噬过度激活的机制研究
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:52万元
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批准年份:2022
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负责人:赵越
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依托单位:
KAT4乙酰化修饰介导色氨酸-犬尿氨酸代谢异常调控PCOS患者卵巢颗粒细胞炎症反应及线粒体损伤的作用机制研究
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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:赵越
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依托单位:
环状RNA通过靶向BCKDHA调控支链氨基酸介导的PCOS卵巢局部胰岛素抵抗与炎症反应发生的机制研究
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批准号:81871139
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项目类别:面上项目
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资助金额:56.0万元
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批准年份:2018
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负责人:赵越
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依托单位:
NLRP1炎症小体调控多囊卵巢综合征患者卵巢颗粒细胞炎症反应和代谢紊乱的作用机制研究
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批准号:81671419
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2016
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负责人:赵越
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依托单位:
支链氨基酸代谢异常在多囊卵巢综合征胰岛素抵抗发生中的作用及机制研究
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批准号:81300457
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2013
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负责人:赵越
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依托单位:
国内基金
海外基金