柠檬酸合成酶基因突变致A/J小鼠听力减退的机制研究

基本信息
批准号:81570927
项目类别:面上项目
资助金额:57.00
负责人:韩锋产
学科分类:
依托单位:滨州医学院
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:马秀芳,王欧美,王治强,李平,韩旭,高丽香,杨琳琳
关键词:
动物模型老年性聋内质网应激细胞凋亡发病机制
结项摘要

A/J mice are a typical mouse model of age related hearing loss(AHL)and a mutation in gene of citrate synthase (Cs) is related to the hearing loss by a recent study. Our preliminary research showed that high mRNA levels of Caspases occurred in the inner ears of A/J mice at birth day and a pan-caspase inhibitor preserved the hearing of A/J mice. Further study revealed that knockdown of Cs by RNA interference (RNAi) up-regulated caspase-3 in HEI-OC1cells. CS is a key enzyme in tricarboxylic acid cycle. We propose that mutation in Cs gene may lead to endoplasmic reticulum stress (ERS), mitochondrial metabolic disorder and, finally, cell apoptosis, which plays an important role in the hearing loss of A/J mice. Therefore, in the present study, the mutant genes will firstly be cloned and expressed in HEI-OC1 cells. The mutant proteins will be localized and ERS will be identified in the cells. Secondly, cell models with low expression of Cs gene will be developed by RNAi techniques and indicators related to energy metabolic disorders and oxidative stress in the mitochondrion will be detected. Thirdly, key molecules in the apoptotic pathways related to ERS and mitochondrion will be screened and their regulation mechanism be identified. Finally, alteration of key molecules in oxidative stress or apoptotic pathways will be proved in A/J mice and be targeted by specific drugs to improve the mouse hearing. This study aims to explore the molecular mechanism for mutation in Cs gene contributing to hearing loss in A/J mice. The project will provide new approaches to studying the development of AHL or provide new theories guiding the intervention of AHL on human.

A/J是典型的增龄性聋小鼠模型,新近发现其听力减退与柠檬酸合成酶(CS)基因突变有关。前期结果显示,A/J出生后第一天内耳即有高水平的Caspases表达,泛Caspases抑制剂能降低A/J的听力阈值;体外降低HEI-OC1耳蜗细胞Cs-mRNA水平能显著提高Caspase3的表达;CS是三羧酸循环的关键酶, 预测Cs基因突变导致的内质网应激、线粒体代谢障碍和最终的细胞凋亡在A/J小鼠的听力减退中起重要作用。拟在耳蜗细胞株表达Cs突变基因,观察变异蛋白(H55N)在内质网和线粒体的异常分布和引起的内质网应激;以RNAi技术建立CS低表达的耳蜗细胞模型,研究CS不足所致线粒体代谢与氧化应激标志物的变化;探讨内质网应激和线粒体损害相关凋亡途径的活化及其调控机制;在体证实关键指标并做靶向药物的干预。旨在揭示Cs突变致A/J小鼠听力减退的机制,为增龄性聋发病机制的研究提供新途径或防治提供新理论。

项目摘要

A/J小鼠是增龄性聋的动物模型,柠檬酸合成酶(CS)基因的错义突变(H55N)是导致A/J小鼠听力损害的主要因素。我们前期研究表明,耳蜗细胞变性在A/J小鼠的听力损害中起重要作用。本研究进一步发现:(1)Cs基因错义突变(H55N)导致CS酶活性降低约一半: 通过构建携带不同Cs基因突变序列的病毒载体,感染HEI-OC1耳蜗细胞,获得CS-Flag表达的细胞模型,发现三种形式的CS酶活性分别为100%(CS-55WT)、47%(CS-H55N)和6%(CS-d55,第55位后截断)。Cs基因错义突变导致CS酶活性降低约一半。(2)CS活性降低导致的过氧化损伤和细胞凋亡可能参与了A/J小鼠的听力损伤:利用RNA干涉技术,建立Cs基因表达下调的细胞模型(293T和HEI-OC1),发现CS表达量下降可导致细胞ATP生成减少,细胞SOD2、MitoSOX、BIP、CHOP和caspases等水平升高。进一步研究表明,CS表达量降低导致ATF6介导的内质网应激,抗氧化剂ALA可缓解CS降低对细胞的损伤作用。(3)抗氧化和抗凋亡剂(ALA和NGF)能减轻A/J小鼠的听力损害:给出生后7天的A/J小鼠肌肉注射mNGF,发现从6周龄到8周龄,治疗组小鼠ABR阈值较对照组显著性降低;6周龄时,治疗组较对照组小鼠螺旋神经元缺失显著性减少;8周龄时,治疗组小鼠毛细胞缺失亦显著性减少;从第2周龄到8周龄,治疗组小鼠内耳凋亡相关基因(Bak,Caspases等)的表达显著性下降。同时还发现α-硫辛酸可能通过减少A/J小鼠耳蜗细胞的氧化损伤,从而一定程度地减轻毛细胞和螺旋神经元的缺失,延缓A/J小鼠增龄性聋的发展进程。本研究的结果对揭示增龄性聋的发生机制有重要意义,可对其防治提供新途径或新靶点。

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

农超对接模式中利益分配问题研究

农超对接模式中利益分配问题研究

DOI:10.16517/j.cnki.cn12-1034/f.2015.03.030
发表时间:2015
2

基于细粒度词表示的命名实体识别研究

基于细粒度词表示的命名实体识别研究

DOI:10.3969/j.issn.1003-0077.2018.11.009
发表时间:2018
3

视网膜母细胞瘤的治疗研究进展

视网膜母细胞瘤的治疗研究进展

DOI:
发表时间:2018
4

当归补血汤促进异体移植的肌卫星细胞存活

当归补血汤促进异体移植的肌卫星细胞存活

DOI:
发表时间:2016
5

TGF-β1-Smad2/3信号转导通路在百草枯中毒致肺纤维化中的作用

TGF-β1-Smad2/3信号转导通路在百草枯中毒致肺纤维化中的作用

DOI:10.13692/ j.cnki.gywsy z yb.2016.03.002
发表时间:2016

韩锋产的其他基金

批准号:81771020
批准年份:2017
资助金额:54.00
项目类别:面上项目
批准号:81271092
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

Fascin-2基因TALEN敲除小鼠渐进性听力减退的机制研究

批准号:81771020
批准年份:2017
负责人:韩锋产
学科分类:H1404
资助金额:54.00
项目类别:面上项目
2

复聪片干预SIRT2及F0XO3a信号通路延缓C57BL/6J小鼠听力减退的机制研究

批准号:81473738
批准年份:2014
负责人:彭斌
学科分类:H3114
资助金额:71.00
项目类别:面上项目
3

Pou4f3基因突变小鼠的模型建立及听力学机制研究

批准号:81371090
批准年份:2013
负责人:高下
学科分类:H1404
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
4

茶树J蛋白CsDJC24调控芳樟醇合成酶活性的机制研究

批准号:31902076
批准年份:2019
负责人:刘国峰
学科分类:C1508
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目