细胞色素P450在拟柱孢藻毒素诱导小鼠肝毒性中的作用及机制研究

基本信息
批准号:31901185
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:杨祎明
学科分类:
依托单位:广州医科大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
细胞色素P450拟柱孢藻毒素蓝藻毒素肝脏毒性毒性机制
结项摘要

Cylindrospermopsin (CYN) is a toxic secondary metabolite from cyanobacteria, which poses a great threat to ecological security and human health. Liver has been shown to be the main target organ of CYN. The hepatic cytochrome P450 (CYP450) superfamily is a large group of monooxygenases metabolizing xenobiotics and endogenous substrates. It has been reported that CYP450 inhibitors could attenuate the toxicity of CYN, suggesting the involvement of CYP450 in the toxicity process of CYN. However, the mechanism of CYP450 in CYN-induced hepatotoxicity has not been revealed yet. In preliminary studies, we found that CYN-producing cyanobacteria showed a tendency of spreading from the south to the north in China. Furthermore, the concentration of CYN accumulated in some water bodies has exceeded a safety threshold. Under the worsening ecological situation globally, identifying molecular targets and elucidating toxicity mechanism of CYN are burning issues to be addressed. Therefore, we plan to use mice as toxicological models, and adopt various approaches such as RNA interference, histopathology, RNA-seq, iTRAQ quantitative proteomics, and recombinant protein, to achieve the following specific aims: ① To identify specific CYP450 members involved in the toxicity of CYN; ② To illuminate the mechanism of CYP450 in CYN-induced hepatotoxicity; and ③ To parse kinetic parameters of the interaction between CYN and CYP450. We anticipate identifying sensitive biomarkers, constructing a molecular response network of CYN in hepatotoxicity, and further defining correct targets for prevention and treatment of CYN-induced hepatotoxicity.

蓝藻次级代谢产物拟柱孢藻毒素(CYN)威胁到生态安全和人类健康,肝脏为其主要靶器官。研究表明肝脏中的氧化酶超家族细胞色素P450(CYP450)的抑制剂能缓解CYN的毒性,显示CYP450可能参与CYN的致毒过程,然而其作用机制尚不明晰。申请人前期研究发现我国产CYN的蓝藻呈现由南部向北部蔓延的趋势且部分水体的CYN浓度已超出安全阈值,因此鉴定CYN的作用靶点并阐明其致毒机制是当前毒理生态学中亟待解决的问题。本项目拟在前期工作基础上,通过建立小鼠毒理学模型,运用RNA干扰、组织病理、RNA-seq、iTRAQ定量蛋白质组学、重组蛋白等方法,开展以下研究:①鉴定介导CYN致毒的CYP450家族成员;②阐明CYP450在CYN诱导肝毒性中的作用机制;③解析CYN与CYP450相互作用的动力学特征。以期获得CYN诱导肝毒性的敏感生物标志物并构建分子应答网络,为CYN的危害防治提供重要靶点。

项目摘要

蓝藻次级代谢产物拟柱孢藻毒素(CYN)威胁到生态安全和人类健康,肝脏为其主要靶器官。我们前期发现我国产CYN的主要蓝藻在水体广泛存在并呈由南向北扩散之势,且部分水体的CYN浓度已超出安全阈值。本项目进一步分析了全球CYN污染情况,在欧洲、亚洲、大洋洲、北美和南美洲、以及非洲的共164个水体中,CYN浓度≥安全指导值1 μg/L的水体在各大洲占比为39.4%~75%,这种全球盛行的严峻态势凸显出CYN毒理学研究的急迫性。因此,我们通过腹腔单次注射CYN构建小鼠模型,探讨其发挥肝毒性的作用机制。主要结果如下:1)确定了CYN的半数致死剂量为150 µg/kg,为未来的体内毒理研究提供了剂量参考;2)获得了0、50、100、150和200 µg/kg CYN暴露下肝脏各类病理图片,揭示了CYN诱导的肝损伤包括肝小叶结构紊乱、肝细胞脂肪病变、空泡变性、坏死、炎症和纤维化,弥补了目前直观病理图片的稀缺;3)明确了CYN急性暴露主要导致脂肪病变,脂肪肝面积可超60%,表明CYN与非酒精性脂肪肝有关;4)转录组和蛋白组测序揭示了CYN急性暴露导致脂代谢紊乱,相关通路涉及非酒精性脂肪肝疾病、胆固醇代谢、脂肪酸合成与β氧化、脂质运输、类固醇合成、脂肪消化吸收等;5)鉴定了参与CYN肝毒性效应的8个CYP450(Cyp2c29、Cyp2c50、Cyp2c70、Cyp2e1、Cyp2f2、Cyp3a11、Cyp3a25、Cyp17a1),它们在介导外源物质代谢、脂类代谢和化学致癌中发挥重要作用;6)筛选了CYN分子应答网络中关联脂代谢的5个重要分子靶点(Apoa1、Apoa2、Apoc4、Apoe、Apoh)。本项目从全球格局评估CYN的暴露风险,将为CYN污染的风险管理和饮用水源地的选择提供科学指导。从组织病理和分子水平揭示CYN急性暴露诱导非酒精性脂肪肝,为蓝藻毒素与健康危害增添了新的证据。

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

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

DOI:10.3724/ SP.J.1123.2019.04013
发表时间:2019
3

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
4

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
5

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

杨祎明的其他基金

相似国自然基金

1

肝脏细胞色素P450在中药汉防己甲素所致肝毒性中的作用

批准号:30600792
批准年份:2006
负责人:宫丽崑
学科分类:H3512
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
2

微囊藻毒素和柱孢藻毒素的辐照降解机理与毒理效应研究

批准号:10475040
批准年份:2004
负责人:郑正
学科分类:A3010
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
3

microRNA在微囊藻毒素致白鲢肝毒性及其解毒中的调控作用研究

批准号:31472285
批准年份:2014
负责人:李效宇
学科分类:C1904
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
4

MAPK信号通路在微囊藻毒素致肝细胞毒性中的作用机制研究

批准号:81402702
批准年份:2014
负责人:孙瑜
学科分类:H3007
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目