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RhoE双相调控Nrf2-ARE信号在糖尿病心肌病氧化应激中的作用及机制研究

批准号:
82060053
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
34.0 万元
负责人:
揭伟
依托单位:
学科分类:
心肌损伤、修复、重构和再生
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
揭伟

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
氧化应激(OS)异常是糖尿病心肌病(DCM)的重要发病机制迄今未完全阐明。我们前期发现Rho GTP酶超家族成员RhoE在DCM心肌组织中表达下降并伴随P21上调;而P21可以通过非经典通路激活核因子E2相关因子2-抗氧化反应元件(Nrf2-ARE)这一调控OS的关键信号;有趣的是,RhoE基因敲除的DCM组织中存在Nrf2 mRNA上升和蛋白下降的不一致现象,同时其下游ARE基因较野生型DCM组明显反应不足。本项目假设DCM中RhoE表达下调且以激活和抑制的双相调节Nrf2-ARE信号的机制参与DCM的OS调节,从而介导DCM的发病。项目拟构建心肌细胞特异性RhoE正常、敲除及过表达大鼠,通过腹腔注射链脲佐菌素联合高脂饮食以构建Ⅱ型糖尿病模型,结合分子生物学技术,从体内和体外实验来综合分析RhoE不足在DCM中的作用及靶向干预Nrf2-ARE信号的价值。研究成果将提出DCM防治的新策略。
英文摘要
Oxidative stress (OS) abnormality is an important pathogenesis of diabetic cardiomyopathy (DCM) but has not been fully elucidated so far. We previously found that RhoE, a member of the Rho GTPase superfamily, has decreased expression in DCM heart tissues accompanied by upregulation of P21. While P21 can activate nuclear factor E2-related factor 2-antioxidative stress response element signaling (Nrf2-ARE), a key signaling regulating OS, through non-canonical mechanism; Interestingly, there is an inconsistency between the rise of Nrf2 mRNA levels and the decline of protein levels in the myocardium of RhoE knockout diabetic rats, and the downstream ARE genes such as HO-1, SOD3 and Nqo1 are also significantly inhibited than the control wild type (WT) DCM group. This project proposes that down-regulated RhoE in DCM biphasically regulated the Nrf2-ARE signaling in OS, thereby promoting the pathogenesis of DCM. The project intends to construct type 2 diabetes models through intraperitoneal injection of streptozotocin combination with high-fat diet to cardiomyocyte-specific RhoE over-expression, knockout and WT rats, combined with molecular biology techniques, to comprehensively analyze the functional role of RhoE deficiency and the value of targeted intervention of Nrf2-ARE signaling in DCM based on experiments in vivo and in vitro. The implementation results would propose new strategy for DCM treatment and prevention.
糖尿病心肌病(DCM)是糖尿病的重要并发症,其发病机制迄今未明。本项目假设RhoE/Rnd3基因表达紊乱在DCM病程中发挥了关键的作用。项目⑴构建心肌细胞特异性RhoE基因敲除和过表达大鼠及RhoE稳定敲除的心肌细胞;⑵分析高糖抑制心肌细胞中RhoE表达的分子机制;⑶解析RhoE表达改变对高糖刺激条件下心肌细胞氧化应激的影响;⑷分析RhoE表达改变对高糖刺激条件下心肌细胞自噬的影响;⑸阐明RhoE表达改变对DCM大鼠纤维化及心功能的影响;⑹解析RhoE表达改变对DCM大鼠心肌细胞衰老及心功能的影响。⑺明确RhoE表达改变对DCM大鼠RhoE/Nrf2/ARE信号的调节效应,及⑻对包括DCM在内的非缺血性心肌病进行循环血浆蛋白标志物的筛查。研究发现,⑴基于CRISPR/Cas9技术成功获得心肌细胞特异性RhoE基因敲除SD大鼠并进一步构建T1DM和T2DM模型;通过尾静脉注射携带RhoE过表达AAV9而得到心脏RhoE过表达SD大鼠进而构建T2DM模型;体外通过CRISPR/Cas9技术成功获得RhoE基因敲除的H9C2心肌细胞;⑵高糖刺激通过阻断AMPK信号而抑制RhoE的表达,同时糖尿病通过上调miR-103a-3p来直接抑制RhoE的表达;⑶RhoE表达下调后在高糖刺激下进一步抑制了Nrf2-ARE信号并促进ROS水平上升;⑷RhoE表达下调促进高糖刺激条件下心肌细胞的自噬,伴随细胞活性显著下降; ⑸RhoE表达下调后在高糖刺激下活化Tgfβ1-Smad信号促进心肌纤维化并恶化心功能,黄芩苷可一定程度抑制其纤维化;⑹miR-103a-3p/RhoE/STAT3和RhoE/IL33/sTL2/NF-κB信号在心肌细胞衰老中发挥重要作用且具有抗衰老干预价值;⑺分子水平上首次证实RhoE蛋白可与STAT3,IL33和Nrf2蛋白结合而影响它们的泛素化降解;⑻发现循环LILRA5 可能作为DCM新的保护因子。研究结果表明,糖尿病通过经典AMPK信号和表观遗传机制下调了心肌细胞中RhoE的表达而损害了心功能;RhoE通过调节氧化应激、自噬、衰老、纤维化等方面来发挥保护效应;本研究在理论上阐明了RhoE分子在DCM中的病理生理作用,并提出靶向恢复RhoE表达是一种潜在有效的抗DCM干预措施,为临床DCM的治疗提供了新的思路。
Rnd3通过Kat6a调控DLAT乙酰化修饰在糖尿病心肌病心肌细胞铜死亡中的作用及机制
  • 批准号:
    82560052
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    32.00万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    揭伟
  • 依托单位:
国内基金
海外基金