mGluR5/mTORC2介导ES细胞定向分化心肌细胞中线粒体-内质网结构偶联分子事件及药物调控机制

基本信息
批准号:81573426
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:朱丹雁
学科分类:
依托单位:浙江大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王帅飞,吴博文,李璐,王佳丹,汤磊磊,黄玉洁
关键词:
线粒体内质网结构偶联代谢型谷氨酸受体5/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物2胚胎干细胞药物调控心肌细胞
结项摘要

The mitochondria-endoplasmic reticulum structure coupling forms a new platform between organelles, which affects calcium signal pathway, regulates mitochondrial morphology, and so on. The molecular mechanisms and biological significance of the structure coupling as intracellular signal transduction have not been elucidated. The applicant had clarified that mGluR5/PI3K mediated the embryonic stem (ES) cells differentiation into cardiomyocytes, which was associated with the shuttle of Ca2+. The mTORC2, as a downstream signal molecule of PI3K signaling pathway, localizes in the mitochondria-endoplasmic reticulum structure coupling site, which is related to the structural integrity and function coupling. This project aims to demonstrate the mitochondria-endoplasmic reticulum structure coupling platform is the important regulating center of mGluR5/mTORC2 signaling pathway during the differentiation of ES cells into cardiomyocytes. The platform related molecular events will be evaluated regulated by mGluR5/mTORC2 signaling pathway, in order to clarify the shuttle of Ca2+, localization and function of Cx43 expression, and mitochondrial energy activity. The results will provide the important academic value for finding the new targets in the regulation of ES cell differentiation. The project will also explore the intervention effects of icariin inducing cardiomyocyte differentiation on mGluR5/mTORC2 signaling regulation mechanism. The results will reveal the new mechanism of icariin as an inducing differentiation agent, provide a useful reference for the follow-up clinical study and potential application of the induced pluripotent stem cells.

线粒体-内质网结构偶联构成细胞器间功能偶联新平台,影响钙信号通路、调控线粒体形态等。该偶联作为细胞内信号转导分子机制和生物学意义尚未阐明。申请者前期研究已明确mGluR5/PI3K介导胚胎干(ES)细胞定向分化心肌细胞,参与细胞内Ca2+活动。mTORC2作为PI3K下游信号分子之一,定位于线粒体-内质网结构偶联,与该结构偶联完整性和功能密切相关。本项目基于ES细胞定向分化心肌细胞体系,进一步深入阐明mGluR5/mTORC2调控线粒体–内质网结构偶联中的分子事件在Ca2+定位穿梭、Cx43表达功能、线粒体发生和能量活动中的生物学意义,为发现干细胞分化新靶点提供重要学术价值。本项目还将探索淫羊藿苷诱导分化时,经由mGluR5/mTORC2信号对线粒体–内质网结构偶联分子事件的调控作用,揭示其促心肌分化作用的新机制。利用ES细胞研究结果为诱导多能干细胞后续研究与临床潜在应用提供有益借鉴。

项目摘要

线粒体-内质网结构偶联(MAM)构成细胞器间功能偶联新平台,影响钙信号通路、调控线粒体形态等。该偶联作为细胞内信号转导分子机制和生物学意义尚未阐明。项目负责人团队前期研究已明确mGluR5/PI3K介导胚胎干(ES)细胞定向分化心肌细胞,参与细胞内Ca2+活动。Rictor/mTORC2作为PI3K下游信号分子之一,定位于线粒体-内质网结构偶联,与该结构偶联完整性和功能密切相关。本项目主要利用ES细胞体外定向心肌细胞分化模型,重点评价了Rictor/ mTORC2介导线粒体-内质网结构偶联相关分子事件。结果发现,ES细胞干扰Rictor能特异性抑制心室样细胞定向分化,导致具有心律失常电生理现象的心肌细胞数量增加。干扰Rictor会破坏ES细胞衍生心肌细胞(ESC-CMs)MAM结构,降低MFN2表达和减弱内质网-线粒体钙流动相关复合物IP3R-Grp75-VDAC1相互作用,致ESC-CMs线粒体损伤,显著降低线粒体钙瞬变幅度。该损伤机制与干扰Rictor致HDAC6表达减少,Hsp90乙酰化程度增加,Cx43与转运蛋白Hsp90和TOM20结合减少,从而抑制Cx43转运至线粒体内膜,减少线粒体Cx43表达,从而降低线粒体呼吸链酶复合物I、IV活性有关;同时干扰Rictor也抑制Akt-GSK3通路,减弱Cx43与mPTP蛋白ANT、CypD结合作用,由此增加mPTP开放程度。本项目还评价了miRNA-218、药物淫羊藿苷及环境污染物全氟辛烷磺酸对ES细胞定向分化为心肌细胞过程中Rictor/mTORC2信号的调控研究。研究结果为阐明Rictor/mTORC2调控与心肌细胞分化密切相关的Ca2+活动及细胞线粒体发生和能量活动之间的关系提供实验依据,同时揭示调控心肌分化的新靶点,也为 iPS 细胞后续研究与临床潜在应用提供有益借鉴。

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

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

Efficient photocatalytic degradation of organic dyes and reaction mechanism with Ag2CO3/Bi2O2CO3 photocatalyst under visible light irradiation

Efficient photocatalytic degradation of organic dyes and reaction mechanism with Ag2CO3/Bi2O2CO3 photocatalyst under visible light irradiation

DOI:
发表时间:2016
3

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2021.10.004
发表时间:2021
4

Intensive photocatalytic activity enhancement of Bi5O7I via coupling with band structure and content adjustable BiOBrxI1-x

Intensive photocatalytic activity enhancement of Bi5O7I via coupling with band structure and content adjustable BiOBrxI1-x

DOI:10.1016/j.scib.2017.12.016
发表时间:2018
5

Empagliflozin, a sodium glucose cotransporter-2 inhibitor, ameliorates peritoneal fibrosis via suppressing TGF-β/Smad signaling

Empagliflozin, a sodium glucose cotransporter-2 inhibitor, ameliorates peritoneal fibrosis via suppressing TGF-β/Smad signaling

DOI:10.1016/j.intimp.2021.107374
发表时间:2021

相似国自然基金

1

Smad5基因在ES细胞体外定向心肌细胞分化中的功能研究

批准号:30170471
批准年份:2001
负责人:孙彦洵
学科分类:C1204
资助金额:17.00
项目类别:面上项目
2

基于诱导ES细胞定向分化的化合物库构建和信号转导分子事件发现

批准号:90813026
批准年份:2008
负责人:俞永平
学科分类:H3401
资助金额:60.00
项目类别:重大研究计划
3

mTORC2介导的内质网-线粒体互作在心脏发育过程中的作用及调控机制

批准号:91854111
批准年份:2018
负责人:杨中州
学科分类:C0701
资助金额:99.00
项目类别:重大研究计划
4

线粒体融合蛋白2增多致线粒体内质网结构偶联钙调控紊乱参与足细胞损伤机制

批准号:81570639
批准年份:2015
负责人:管娜
学科分类:H0503
资助金额:57.00
项目类别:面上项目