应激反应蛋白DDIT4在产热和脂质代谢调控中的作用和网络调控机制
批准号:
91957113
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
86.0 万元
负责人:
胡芳
依托单位:
学科分类:
C1105.整合生理学与整合生物学
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
吴艳、周海燕、孟文、刘海兰、张峰、叶宇晴、陈庆、陈薇
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中文摘要
脂肪米色化在能量代谢调控中发挥了重要作用。转录水平对产热基因表达的调节和β-肾上腺素受体信号通路的激活是调控脂肪米色化的主要途径。mTORC1是能量代谢的中枢传感器,但它相关的信号通路对脂肪米色化的调节作用还存在较大的争议。我们的前期研究发现mTORC1信号的负调节因子应激反应蛋白DDIT4的表达受冷刺激和β-肾上腺素受体信号通路调控,且DDIT4可能参与了脂肪细胞产热基因的表达调控,然而其中的作用机制和调控网络还不清楚。在本项目中,我们计划通过 “gain-of-function”和“lose-of-function” 的研究策略及脂肪组织特异性敲除的细胞和动物模型,通过分子、细胞和动物整体水平的研究,深入探讨脂肪DDIT4在调控产热基因表达和介导β-肾上腺素受体和mTORC1信号通路之间的相互作用和分子网络调控产热和脂质代谢的作用。课题的开展将为糖脂代谢调控提供新思路和新策略。
英文摘要
Adipose tissue browning plays an important role in energy homeostasis. Transcriptional regulation of thermogenic genes and activation of β-adrenergic signaling are important ways in the control of browning. mTORC1 is a key energy sensor in cell, however, the role of mTORC1 associated pathway in the regulation of browning is quite controversial. DNA Damage Inducible Transcript 4 (DDIT4) is a stress response protein and a negative regulator of mTORC1 signaling. Our preliminary data show that the expression of DDIT4 is induced by the activation of β-adrenergic signaling and, importantly, knockdown of DDIT4 lead to suppression of thermogenic gene expression, indicating that it may be involved in the regulation of thermogenic gene expression, however, the underlying mechanism is unknown. In this project, by using strategies of “gain-of-function” and ”lose-of-function” and adipose tissue specific knockout cell and mouse models, we aim to investigate the role and mechanism of DDIT4 in the regulation of adipose browning and thermogenesis, and to explore DDIT4 mediated molecular networks that are involved in β-adrenergic signaling and mTORC1 related pathways. The project will help to identify a novel energy sensor and molecule network that is important for thermogenesis and regulation of glucose and lipid metabolism.
棕色脂肪组织在能量代谢调控中发挥了重要作用。应激蛋白DNA damage inducible transcript 4 (DDIT4) 在缺氧、DNA损伤、内质网应激和能量应激等生物学过程中发挥了重要作用,但是其在脂肪组织能量代谢的作用还不清楚。本项目研究了冷刺激诱导DDIT4在棕色脂肪组织中表达的分子机制,并深入探究了其在棕色脂肪组织产热和脂质代谢的调控作用和分子机制。我们构建了棕色脂肪组织DDIT4特异性敲除小鼠和细胞模型,检测了脂代谢与能量代谢相关表型。研究发现棕色脂肪组织DDIT4的表达受到β3AR-cAMP-PKA信号通路调控。对棕色脂肪组织特异性敲除小鼠模型(Ddit4-BKO)进行正常饮食和高脂饮食喂养,发现与对照小鼠(Ddit4-fl/fl)相比,虽然棕色脂肪组织Ddit4的缺失没有造成小鼠体重的变化,但是在4℃的寒冷环境下,Ddit4-BKO小鼠冷耐受性明显降低,表现在小鼠肛温和红外热成像体表温度以及基础代谢率均较Ddit4-fl/fl小鼠低。Ddit4-BKO小鼠血清和组织的甘油三酯含量高于对照组,且棕色脂肪组织出现“白色化”现象,棕色脂肪细胞体积变大,组织UCP1等产热基因和脂肪酸代谢相关基因表达降低。在细胞水平,通过ShRNA敲低棕色脂肪细胞DDIT4,结果显示棕色脂肪细胞变大,脂滴增大,白色脂肪标志基因表达增加,进一步说明该基因在维持棕色脂肪细胞特征的重要性。本研究明确了应激蛋白DDIT4在维持棕色脂肪细胞的功能和调节产热及脂质代谢的作用和分子网络。该项目发现了一个新的维持棕色脂肪组织功能的重要基因,为肥胖和糖尿病等代谢性疾病的防治提供了新的理论基础。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
AMPK in the Ventromedial Nucleus of the Hypothalamus: A Key Regulator for Thermogenesis.
下丘脑腹内侧核中的 AMPK:生热作用的关键调节因子
DOI:10.3389/fendo.2020.578830
发表时间:2020
期刊:Frontiers in endocrinology
影响因子:5.2
作者:Liu H;Xu Y;Hu F
通讯作者:Hu F
Mitochondrial stress protein HSP60 regulates ER stress-induced hepatic lipogenesis
线粒体应激蛋白 HSP60 调节 ER 应激诱导的肝脏脂肪生成
DOI:10.1530/jme-19-0207
发表时间:2019-12
期刊:Journal of Molecular Endocrinology
影响因子:3.5
作者:Xiao T;Liang X;Liu H;Zhang F;Meng W;Hu F
通讯作者:Hu F
DOI:10.1016/j.isci.2021.103382
发表时间:2021-12-17
期刊:iScience
影响因子:5.8
作者:Zhang F;Chen Z;Wu D;Tian L;Chen Q;Ye Y;Chen W;Wu X;Wu P;Yuan W;Qiu Y;Zhou Z;Du Z;Hu F
通讯作者:Hu F
Aqueous Extract of Guava (Psidium guajava L.) Leaf Ameliorates Hyperglycemia by Promoting Hepatic Glycogen Synthesis and Modulating Gut Microbiota.
番石榴 (Psidium guajava L.) 叶水提取物通过促进肝糖原合成和调节肠道微生物群改善高血糖。
DOI:10.3389/fphar.2022.907702
发表时间:2022
期刊:FRONTIERS IN PHARMACOLOGY
影响因子:5.6
作者:Chu, Shuzhou;Zhang, Feng;Wang, Huiying;Xie, Lijun;Chen, Zhinan;Zeng, Weimin;Zhou, Zhiguang;Hu, Fang
通讯作者:Hu, Fang
Cross-Talk Between Gut Microbiota and Adipose Tissues in Obesity and Related Metabolic Diseases.
肥胖及相关代谢疾病中肠道微生物群与脂肪组织之间的相互作用
DOI:10.3389/fendo.2022.908868
发表时间:2022
期刊:FRONTIERS IN ENDOCRINOLOGY
影响因子:5.2
作者:Wu, Dan;Wang, Huiying;Xie, Lijun;Hu, Fang
通讯作者:Hu, Fang
下丘脑POMC神经元Grb10基因对能量代谢的调控作用及机制研究
- 批准号:31871180
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:胡芳
- 依托单位:
mTORC1 信号通路在脂肪组织米色化和机体能量代谢调控中的作用和机制研究
- 批准号:31471131
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:86.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:胡芳
- 依托单位:
DsbA-L 对线粒体功能和能量代谢的调节作用和作用机制的研究
- 批准号:81170783
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:14.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:胡芳
- 依托单位:
皮质酮改变的基因表达和神经内分泌应激反应轴活动的分子机制的研究
- 批准号:31071921
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:34.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:胡芳
- 依托单位:
国内基金
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