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PI4P对细胞自噬的分子调控研究

批准号:
32100599
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:
刘浩
依托单位:
学科分类:
细胞衰老、死亡及自噬
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘浩

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
细胞自噬异常与疾病密切相关,但其调控机制尚不清楚。前期结果发现诱导自噬后,果蝇PI4KIIα被招募到自噬体表面,促进PI4P合成,并招募效应分子Osbp和Cert。果蝇中有三种PI4Ks,我们发现缺失任意一个PI4K都会导致自噬异常,但受影响的阶段不同。PI4P磷酸酶Sac1缺失导致PI4P在自噬溶酶体表面积累。与酵母不同,我们发现果蝇Sac1缺失并不影响自噬溶酶体的形成,但抑制自噬底物的降解。自噬过程中Sac1始终定位于内质网,暗示其通过内质网-自噬溶酶体接触反式水解PI4P。为了研究PI4P调控细胞自噬的复杂模式,本项目将探究:1. Sac1是否通过内质网-自噬溶酶体接触调控自噬;2. PI4P的下游效应分子如何发挥作用;3. 三种PI4K各自如何调控自噬;4. PI4P与其它PIP如何协同调控细胞自噬过程。该项目的完成将更为全面和深入地揭示PI4P调控细胞自噬的机制,具有重要意义。
英文摘要
Malfunction of autophagy is closely related to many diseases, but its regulatory mechanism remains unclear. We previously found that upon autophagy induction, Drosophila Pi4KIIα was recruited to the surface of autophagosome/autolysosome, which promoted the synthesis of phosphatidylinositol 4 phosphate (PI4P) and recruited downstream effectors such as Osbp and Cert. There are three PI4Ks in flies. We found that the inhibition of any of them caused autophagy defects and each at distinct stages. Meantime, the absence of PI4P phosphatase Sac1 resulted in the accumulation of PI4P on the surface of autolysosome. Unlike yeast, we found that Sac1 deletion did not affect autolysosome formation in Drosophila, but inhibited the degradation of autophagy cargos. Moreover, Sac1 was located in endoplasmic reticulum (ER) during autophagy, suggesting that it hydrolyzes PI4P in trans through ER-autolysosome contract. To dissect the mechanisms underlying how PI4P regulates autophagy, we will answer following questions in this project. 1. Does Sac1 regulate autophagy through ER-autolysosome contact; 2. How do downstream effectors mediate the function of PI4P in regulating autophagy; 3. How does each of the three PI4Ks regulate autophagy; 4. How do PI4P and other PIPs coordinate to regulate autophagy process. The completion of this project will reveal a full image of how PI4P regulates autophagy.
细胞自噬是生物体内清除代谢废物的重要途径之一,在维持细胞内动态平衡、应对营养缺乏和病原体入侵等发挥关键作用。自噬障碍与多种疾病密切相关,如神经退行性疾病、肥胖、癌症等。因此,深入研究细胞自噬的调控机制,对开发自噬相关疾病的治疗策略具有重要意义。在自噬过程中,细胞器之间的相互接触不仅介导物质转运,还对自噬过程的调控起到重要作用,但其机制尚未明确。对此,本项目利用模式动物果蝇,探讨了自噬过程中自噬溶酶体与其他细胞器接触的分子机制,并深入研究了细胞器间的接触在调控自噬及维持神经稳态中的作用。本研究发现在营养充足的条件下,细胞内Pi4KIIα在高尔基体上合成PtdIns4P,随后PtdIns4P招募Osbp和Cert,介导内质网-高尔基体接触以及PtdIns4P由高尔基体向内质网转运。在定位于内质网的Sac1水解PtdIns4P的驱动下,Osbp和Cert分别将胆固醇和神经酰胺从内质网转运至高尔基体。然而,饥饿诱导自噬后,Pi4KIIα由高尔基体转位至自噬溶酶体,在其表面合成PtdIns4P。PtdIns4P进而招募Osbp和Cert,建立内质网与自噬溶酶体的接触,并将PtdIns4P从自噬溶酶体表面转移至内质网,最终被Sac1水解。而Sac1、Osbp、Cert以及Vap33的缺失均能导致自噬溶酶体膜上PtdIns4P的过度积累。饥饿诱导自噬后,Pi4KIIα RNAi、HA-Pi4KIIα、Sac1 RNAi、Osbp KO和cert RNAi细胞中的自噬相关蛋白出现显著积累。同时,Pi4KIIα RNAi、HA-Pi4KIIα、Sac1 RNAi和cert RNAi均能够抑制自噬流,导致自噬过程异常。其中Sac1的缺失是通过提高自噬溶酶体的pH值来抑制自噬底物的降解。对果蝇眼睛的观察发现,Pi4KIIα的高表达、Sac1、Osbp或Cert的缺失均能够导致神经退行性病变。综上所述,本研究揭示了一种新的细胞器接触形成方式,即在饥饿条件下,高尔基体-内质网接触的机制可以被自噬溶酶体-内质网接触利用,将PtdIns4P从自噬溶酶体转移至内质网,进而调控自噬过程和神经稳态,这为研究自噬过程中细胞器间物质的转运提供了重要的理论基础。
面向全寿命周期的燃料电池系统进气优化控制方法研究
  • 批准号:
    LQ23E050013
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    刘浩
  • 依托单位:
肠上皮自噬调控免疫逃逸促进炎性肠癌发生发展的机制研究
  • 批准号:
    81902375
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    刘浩
  • 依托单位:
国内基金
海外基金