Bezafibrate促进肉碱棕榈酰基转移酶Ⅱ缺陷症能量代谢的作用机制研究
批准号:
81370982
项目类别:
面上项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
姚登兵
依托单位:
学科分类:
能量代谢调节异常与肥胖
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
黄慧伟、陈艳红、林社裕、沈宓、李枚原、徐茜、郭炜旻、张平安、李怀芹
中文摘要
CPT Ⅱ缺陷症是一种常见的遗传性代谢病,其缺陷直接导致线粒体脂肪酸β-氧化紊乱,能量代谢障碍,但其发病机理至今未完全明确,尤其是对CPT Ⅱ缺陷症病人的临床药物治疗研究未有深入。我们通过转染COS-7细胞发现变异的CPT Ⅱ表现为酶活性降低和热不稳定性、蛋白半衰期缩短、脂肪酸β-氧化和ATP生成不足。我们对CPT Ⅱ缺陷症进行基因组序列分析并获得了CPT Ⅱ缺陷症细胞系,用Fibrate类降血脂药处理CPT Ⅱ缺陷症细胞,研究发现Bezafibrate能显著提高CPT Ⅱ残基酶活性及脂肪酸代谢相关基因的表达。我们拟进一步用Bezafibrate处理CPT Ⅱ缺陷症细胞和CPT Ⅱ点突变小鼠,分析脂肪酸β-氧化和ATP生成变化,从细胞水平和动物整体水平阐明其促进CPT Ⅱ缺陷症能量代谢的分子机制。该研究的深入有望进一步揭示CPT Ⅱ缺陷症病人的发病机理,并为临床药物治疗研究提供基本数据。
英文摘要
Carnitine palmitoyltransferase Ⅱ (CPT Ⅱ) deficiency is one of the most common inherited metabolic diseases characterized by myalgia, exercise intolerance and rhabdomyolysis, which is a rare autosomal recessive inheritance. It results in mitochondrial long-chain fatty acid β-oxidation (FAO) disorder and energy crisis. Although numerous studies had been carried out on these dieases, but the precise molecular mechanisms of CPT Ⅱ deficiency were not completely understood, especially the studies of the clinical treatment on CPT Ⅱ deficiency patients had no further progress. In our previous study, we reported the variants CPT Ⅱ performed reduced residue enzyme activity, thermal instability, short half-life, decreased fatty acid β-oxidation, low ATP production and loss of mitochondrial membrane potential in transfected COS-7 cells. Recently, we cultured CPT Ⅱ deficiency patients fibroblast and analyzed their genomics DNA sequence, treated fibroblasts with fibrate group of hypolipidemic drugs. The data indicated that the Bezafibrate significantly improve the CPT Ⅱ residue enzyme activity and the fatty acid β-oxidation related genes expression. In this study, we intends to further analyze the energy crisis of treatment with Bezafibrate in CPT Ⅱ deficiency cells and CPT Ⅱ point mutant mice. Clarify fatty acid β-oxidation and ATP production levels, and further elucidate the molecular mechanisms of Bezafibrate up-regulated energy crisis in CPT Ⅱ deficiency cells and animal models. The study will further reveals the pathogenesis of CPT Ⅱ deficiency patients and provides the basic data for clinical research of drug therapy.
本项目采用CPT Ⅱ缺陷症病人的成纤维细胞系:F352C (Homozygote),V368I (Homozygote),F352C (Heterozygote) + V368I (Homozygote)进行研究,分析了CPT Ⅱ缺陷与CPT Ⅱ酶活性、线粒体脂肪酸β-氧化和ATP生成水平之间的关系,揭示生物体内由于CPT Ⅱ缺陷导致机体能量代谢障碍的分子机制。探索了临床用于CPT Ⅱ缺陷症治疗有效药物。研究结果显示:CPT Ⅱ缺陷症病人的CPTⅡ残基酶活性明显降低并呈热不稳定性;CPT 2基因表达无明显差异而F352C (Heterozygote) + V368I (Homozygote) 的CPT Ⅱ蛋白表达显著降低,在酶动力学特征上表现为显性负效应;变异的CPT Ⅱ蛋白表达不稳定,半衰期显著缩短;细胞膜电位显著降低并对温度敏感;CPT Ⅱ缺陷导致细胞凋亡;脂肪酸β-氧化能力和ATP的生成水平显著降低。Bezafibrate不仅能显著提高CPT Ⅱ酶活性及脂肪酸代谢相关基因的表达,而且能显著提高脂肪酸β-氧化和ATP生成水平,显著提高细胞膜电位。.该研究中我们采用CPT Ⅱ缺陷症病人的成纤维细胞系:F352C (Homozygote),V368I (Homozygote),F352C (Heterozygote) + V368I (Homozygote)等变异体,研究CPT Ⅱ缺陷症引起能量代谢障碍的分子病理机制,并用Bezafibrate处理CPT Ⅱ缺陷症病人的成纤维细胞,分析药物处理后正常的和CPT Ⅱ缺陷的细胞线粒体脂肪酸β-氧化、ATP生成水平的变化;研究分析Bezafibrate处理CPT Ⅱ缺陷的细胞后ATP供应能否克服能量代谢的障碍,维持自身所需的ATP水平;进一步深入探究Bezafibrate促进CPT Ⅱ缺陷症能量代谢的分子机制,探索治疗CPT Ⅱ缺陷症病人的临床药物。该研究揭示了CPT Ⅱ缺陷症病人的能量代谢障碍的分子机制,提出了临床治疗CPT Ⅱ缺陷症病人可能药物,为今后进一步研究CPT Ⅱ缺陷症及神经系统并发症的关系提供了基本数据和理论依据。
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Differential gene expression in proximal and distal nerve segments of rats with sciatic nerve injury during Wallerian degeneration.
华勒变性坐骨神经损伤大鼠近远端神经节段差异基因表达
DOI:
10.4103/1673-5374.135325
发表时间:
2014-06-15
期刊:
Neural regeneration research
影响因子:
6.1
作者:
[Jiang N, Li H, Sun Y, Yin D, Zhao Q, Cui S, Yao D]
通讯作者:
Yao D
The effects of claudin 14 during early Wallerian degeneration after sciatic nerve injury.
Claudin 14 在坐骨神经损伤后早期华勒变性中的作用
DOI:
10.4103/1673-5374.147946
发表时间:
2014-12-15
期刊:
Neural regeneration research
影响因子:
6.1
作者:
[Gong L, Zhu Y, Xu X, Li H, Guo W, Zhao Q, Yao D]
通讯作者:
Yao D
Mitochondrial carnitine palmitoyl transferase-II inactivity aggravates lipid accumulation in rat hepatocarcinogenesis.
线粒体肉毒碱棕榈酰转移酶-II失活加剧大鼠肝癌发生过程中的脂质积累
DOI:
10.3748/wjg.v23.i2.256
发表时间:
2017-01-14
期刊:
World journal of gastroenterology
影响因子:
4.3
作者:
[Gu JJ, Yao M, Yang J, Cai Y, Zheng WJ, Wang L, Yao DB, Yao DF]
通讯作者:
Yao DF
TGF-β1 IS CRITICAL FOR WALLERIAN DEGENERATION AFTER RAT SCIATIC NERVE INJURY
TGF-β1 对于大鼠坐骨神经损伤后的华勒氏变性至关重要
DOI:
10.1016/j.neuroscience.2014.10.051
发表时间:
2015-01-22
期刊:
NEUROSCIENCE
影响因子:
3.3
作者:
[Li, M., Zhang, P., Yao, D.]
通讯作者:
Yao, D.
DOI:
--
发表时间:
2013
期刊:
交通医学
影响因子:
--
作者:
[姚登兵, 王勇军, 顾晓松]
通讯作者:
顾晓松
共 10 条
Faslg在大鼠坐骨神经损伤修复与再生过程中的作用机制研究
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批准号:31971277
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2019
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负责人:姚登兵
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依托单位:
国内基金
海外基金