Mechanistic Insights into Aryl Hydrocarbon Receptor Regulation of Fibroblast Growth Factor 21 and its Influence on Systemic Energy Metabolism

摘要： 这是一个很大的问题。 这个新项目的长期目标是帮助获得关于芳香的重要作用的基本知识。 碳氢化合物受体基因(AHR)参与能量代谢，以更好地了解支撑人类健康的主要机制。 代谢性疾病。AHR是一种新的配体激活的转录因子，它通过一个位点来调节基因的表达。 特异的DNA具有结合作用。最近的研究数据显示，AHR基因参与了人类新陈代谢的转录调控过程。 激素和成纤维细胞生长因子21(FGF21)。FGF21是从肝脏分泌的一种新的生热物质。 棕色的脂肪和组织样的表型在白色脂肪沉积中出现。外源性的FGF21在不同的脂肪模型中出现。 肥胖的人在减少体重、增加体重和减少脂肪沉积方面的结果始终如一。我之前的数据表明，这一点是正确的。 几种不同的转录因子对FGF21基因表达的激活作用随着预暴露时间的延长而减弱。 AHR是一种激动剂，但它的运行机制尚不清楚。自第一份原始报告提交以来，我已经生成了许多数据。 论证AHR减肥药可促进体重减轻，促进肝细胞FGF21的输出，促进棕褐色脂肪的形成。 在肾上腺周围和白色脂肪组织(GWAT)中存在组织样表型。正在利用一种新的肝细胞靶向基因AHR-FGF21。 双基因敲除基因(DKO)是一种小鼠模型，但我进一步证明，这种新的表型基因不依赖于FGF21的表达。 初步数据显示，AHR减肥法通过减轻体重来保护人们免受高脂肪饮食习惯(HFD)的挑战。 获得健康和肥胖。这项新提出的研究报告的基本假设是，AHR的损失会释放出一种构成因素。 AHR依赖的对FGF21转录水平的抑制作用，以保护细胞免受高脂血症诱导的肥胖。我们将对此进行测试。 提出了假设，并提出了两个具体的目标。第一个具体的目标将不会表征AHR的删除可以如何。 通过增加肝细胞和FGF21的产量、产量和员工数量来保护儿童免受高脂肪饮食的挑战。 体内成熟的方法学需要将AHR基因的表达载体重新引入AHR缺陷小鼠和FGF21基因缺陷小鼠中。 表达被带入DKO小鼠体内。针对这两个基因的特定基因将通过基因AHR调节的基因机制进行讯问。 FGF21可以在天然的染色质环境中转录。使用染色质进行免疫沉淀和最先进的技术。 CRISPR/Cas9将继续使用基因编辑技术，旨在协调AHR激动剂驱动的基因变化。 在FGF21基因启动子内的至少三个特定的DRE上，FGF21基因的表达与临时基因AHR和结合蛋白的事件有关。 这项拟议的全球研究计划的成功完成，将为如何实施AHR提供一个全面的全球评估框架。 调节肝脏组织FGF21的表达，有助于培养更好地理解AHR基因在肝脏中的重要作用的分子生物学基础。 能源、动态平衡、可持续发展和可持续发展可能会将AHR确定为未来发展目标中一个潜在的可药物治疗的目标。 治疗性治疗有助于预防代谢性疾病。这与申请者的职业生涯和发展趋势一致。 目标、提出的创新教育实验和指导式教育培训计划都是量身定做的，旨在为中国提供更多的培训机会。 在中国向独立过渡的过程中，复杂的技术为援助提供了帮助。

ABSTRACT     The  long-­term  objectives  of  this  project  are  to  acquire  fundamental  knowledge  about  the  role  of  aryl  hydrocarbon receptor (AHR) in energy metabolism and to better understand the mechanistic underpinnings of  metabolic  disease.  The  AHR  is  a  ligand-­activated  transcription  factor  that  regulates  gene  expression  via  site-­ specific  DNA  binding.  Recent  data  have  implicated  the  AHR  in  transcriptional  modulation  of  the  metabolic  hormone  fibroblast  growth  factor  21  (FGF21).  FGF21  is  secreted  from  the  liver  and  promotes  a  thermogenic  brown adipose tissue-­like phenotype in white fat deposits. Exogenous FGF21 administration in various models  of  obesity  consistently  results  in  reduced  weight  gain  and  fat  deposition.  My  previous  data  indicate  that  the  activation of Fgf21 gene expression by several different transcription factors is attenuated with pre-­exposure to  AHR agonist, but the mechanism for this is unclear. Since the original submission, I have generated data that  demonstrate AHR loss promotes weight loss, hepatocyte FGF21 output, and the formation of a brown adipose  tissue-­like phenotype in perigonadal white adipose tissue (gWAT). Utilizing a hepatocyte-­targeted AHR-­FGF21  double knockout (DKO) mouse model, I further show that this phenotype is dependent upon FGF21 expression.  Preliminary  data  indicate  that  AHR  loss  protects  against  a  high-­fat  diet  (HFD)  challenge  by  reducing  weight  gain and adiposity. The underlying hypothesis of the proposed research is that AHR loss releases constitutive  AHR-­dependent  suppression  of  Fgf21  transcription  to  protect  against  HFD-­induced  obesity.  To  test  this  hypothesis,  two  specific  aims  are  proposed.  The  first  specific  aim  will  characterize  how  AHR  deletion  can  protect  against  high-­fat  dietary  challenge  through  increased  hepatocyte  FGF21  production,  and  employs  a  sophisticated  in  vivo  methodology  to  reintroduce  AHR  expression  into  AHR-­deficient  mice  and  FGF21  expression  into  DKO  mice.  Specific  aim  two  will  interrogate  the  mechanism  via  which  the  AHR  modulates  Fgf21  transcription  within  a  native  chromatin  setting.  Chromatin  immunoprecipitations  and  state-­of-­the-­art  CRISPR/Cas9  gene-­editing  techniques  will  be  used  in  this  aim  to  reconcile  AHR  agonist-­driven  changes  in  Fgf21  gene  expression  with  temporal  AHR  binding  events  at  three  specific  DREs  within  the  Fgf21  promoter.  Successful  completion  of  the  proposed  studies  will  provide  a  comprehensive  assessment  of  how  the  AHR  modulates hepatic Fgf21 expression, help cultivate a better molecular understanding of the role of the AHR in  energy  homeostasis,  and  may  identify  the  AHR  as  a  potential  ‘druggable’  target  in  the  development  of  therapeutic  treatments  against  metabolic  disease.  Consistent  with  the  applicant’s  career  development  objectives,  the  proposed  innovative  experiments  and  mentored  training  plan  are  tailored  to  provide  training  in  sophisticated techniques and to aid in the transition to independence.