支链氨基酸在心力衰竭过程中的功能及相关研究

基本信息
批准号:81270317
项目类别:面上项目
资助金额:70.00
负责人:孙海鹏
学科分类:
依托单位:上海交通大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王义斌,刘铭雅,周美佚,和亚萍,焦慧科,潘帮芬,邢敏智
关键词:
支链氨基酸线粒体氧化应激生物标记物心力衰竭
结项摘要

Heart failure is the leading cause of mortality and hospitalization in many countries and effective therapy is not yet available. Therefore understanding the pathological mechanism of heart failure and thus developing novel approaches for diagnosis and treatment of heart failure are of major significance. Our recent study has identified a novel mechanism of heart failure (unpublished). We found that BCAA catabolic system has been down-regulated during heart failure, suggesting that BCAA catabolism is likely an integrated branch of metabolic remodeling during heart failure. Using the PP2Cm knockout mice, we demonstrated that impaired BCAA catabolism promoted heart failure under pressure overload. The accumulation of BCKA triggered oxidative stress and potentially damaged mitochondria and enhanced cell death. These results suggested that down-regulation of BCAA catabolism during heart failure in turn promoted disease progression. Based on these findings, the first aim of current proposal is to unravel the underlying mechanism of BCKA mediated oxidative stress and cell death. We will investigate the impact of BCKA on mitochondrial function to elucidate how BCKA targets the Complexes of electron transfer chain which is a major source of ROS in cells. The potential role of oxidative stress in cell death will be exploited with various approaches. To extend our finding, the second aim of current proposal is to explore whether plasma level of BCAA can be used as a biochemical marker for human heart failure. Based on the information from literature and our own preliminary data, we speculate that plasma level of BCAA will increase when heart failure progresses in patients. In collaboration with our affiliated hospital, we will measure the plasma level of BCAA and associate it with cardiac parameters in heart failure patients. The third aim of current proposal is to explore potential treatments for heart failure by targeting BCAA catabolism. One nutritional approach and one pharmacological approach will be tested. Using low protein diet or a group of novel BCKD kinase inhibitors, we will examine whether heart failure progress will be decelerated by lowering BCAA level. Taken together, our research will reveal a novel function of BCAA in heart and identify new mechanisms of heart failure. More importantly, we aim to find new approaches for diagnosis and treatment of heart failure, which will have major impacts on both basic research and clinical application.

心力衰竭是严重危害国人健康与生命的重大疾病, 目前有效治疗手段缺乏,因此对心衰病理机制进行研究,发现新的诊疗方法具有重要意义。我们前期研究在国际上首次发现支链氨基酸代谢异常与心衰的发生和发展紧密相关。在野生型小鼠心衰过程中,支链氨基酸代谢受到抑制。与此同时,在我们的转基因小鼠模型中, 支链氨基酸代谢的降低促进了心衰的发展, 诱发氧化应激并加剧细胞死亡。因此病理状态下心脏中的支链氨基酸代谢异常可能会进一步促进心衰的发生和发展,形成一个正向反馈环。本课题将以这些发现为基础,深入探索支链氨基酸在心脏中调控氧化应激,促进心衰发生发展的机理。我们还将展开相关的临床研究,探讨以血清支链氨基酸作为心衰诊断的分子标记的可行性。同时我们还将检验以调节氨基酸水平为目的的药物和营养手段可否用于延缓心衰的发展。这些研究有望发现心衰发生发展的新机制,并且为心衰的诊断和治疗提供新的手段,具有重要的科学意义和社会价值。

项目摘要

心力衰竭是严重危害国人健康与生命的重大疾病, 目前有效治疗手段缺乏,因此对心衰病理机制进行研究,发现新的诊疗方法具有重要意义。本课题研究首次发现支链氨基酸代谢异常与心衰的发生和发展紧密相关。在野生型小鼠心衰过程中,支链氨基酸代谢酶的基因表达受到抑制,导致支链氨基酸代谢缺陷,代谢中间产物支链酮酸累积。更为重要的是,这些现象也在人的衰竭心脏中得到证实。进一步的研究发现支链氨基酸代谢酶的基因表达抑制受到转录因子KLF15调控。在基因敲除小鼠模型中, 支链氨基酸代谢缺陷损伤心脏的收缩功能并促进了心衰的发展。支链酮酸可以抑制线粒体氧化磷酸化,在心脏中诱发氧化应激并干扰糖脂代谢。因此病理状态下心脏中的支链氨基酸代谢异常会进一步促进心衰的发生和发展,形成一个正向恶性反馈环。利用小分子化合物纠正衰竭心脏中的支链氨基酸代谢紊乱可以有效减慢心衰发展。 心衰病人血清中支链酮酸水平的升高提示一种新的诊断方法。 因此本课题发现了心衰发生发展的新机制,为心衰的诊断和治疗提供了新的潜在靶点。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

肥胖型少弱精子症的发病机制及中医调体防治

肥胖型少弱精子症的发病机制及中医调体防治

DOI:10.16368/j.issn.1674-8999.2018.12.569
发表时间:2018
2

EBPR工艺运行效果的主要影响因素及研究现状

EBPR工艺运行效果的主要影响因素及研究现状

DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2022.03.003
发表时间:2022
3

外泌体在胃癌转移中作用机制的研究进展

外泌体在胃癌转移中作用机制的研究进展

DOI:10.12354/j.issn.1000-8179.2021.20201763
发表时间:2021
4

珠江口生物中多氯萘、六氯丁二烯和五氯苯酚的含量水平和分布特征

珠江口生物中多氯萘、六氯丁二烯和五氯苯酚的含量水平和分布特征

DOI:10.7524 /j.issn.0254-6108.2017122903
发表时间:2018
5

中温固体氧化物燃料电池复合阴极材料LaBiMn_2O_6-Sm_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.9)的制备与电化学性质

中温固体氧化物燃料电池复合阴极材料LaBiMn_2O_6-Sm_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.9)的制备与电化学性质

DOI:10.11862/CJIC.2019.081
发表时间:2019

孙海鹏的其他基金

相似国自然基金

1

支链氨基酸中间代谢产物在脂肪细胞分化中的新功能

批准号:31900819
批准年份:2019
负责人:刘云霞
学科分类:C1102
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
2

支链氨基酸对母猪乳腺发育的作用研究

批准号:30800789
批准年份:2008
负责人:董冰
学科分类:C1705
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
3

支链氨基酸调节抗结核多能T细胞免疫应答的模式及相关机制研究

批准号:81501361
批准年份:2015
负责人:陈颖盈
学科分类:H1104
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
4

肠道氨基酸感知受体介导支链氨基酸调控仔猪采食量的机制研究

批准号:31802067
批准年份:2018
负责人:张世海
学科分类:C1705
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目