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运用基因编码的钙荧光探针研究心肌线粒体微区钙信号

批准号30800371 学科分类循环生理 ( C110201 )
负责人陈敏 职称博士后 单位名称北京大学
资助金额 22万元 项目类别 青年科学基金项目 起止年月 2009年01月01日 至 2011年12月31日
主题词 钙信号;线粒体;心肌细胞;荧光探针
附注说明 钙离子是真核细胞内广泛分布的信使物质,对细胞功能具有重要的调节作用。线粒体在细胞能量代谢中起着核心作用,与细胞的生理和病理活动有着直接的关系。线粒体钙不仅直接参与线粒体的功能调节,也是细胞钙信号的重要组成部分,对于我们完整地理解钙信号的调控机制以及线粒体的功能调节都是必不可少的。本课题以新一代的基因编码的荧光探针为基础,深入研究了肌细胞线粒体的钙信号,以及密切相关的活性氧信号,结果表明不同类型的细胞因功能需要,其线粒体钙具有不同的动力学特征,其特异的调节机制将会是有效的干预治疗靶点。而线粒体活性氧的量子化释放是一种普遍的生理现象,其活性和能量代谢密切相关,在代谢性疾病的研究中具有一定的意义。同时心肌细胞的能量代谢和钙信号调节是相互偶联在一起的,转录共激活因子PGC-1α在其中起了关键的作用,对其有效的干预是改善心功能的一个新途径。此外我们还揭示了一种新的微区钙信号(钙闪烁)在细胞迁移转向中的作用。因此,本研究通过建立新的方法,克服以往研究中的干扰因素,来揭示线粒体与相关信号分子在细胞能量代谢和生理功能间的联系,寻找心血管和代谢疾病中潜在的干预治疗靶点。

成果

序号 课题 类型 参与人
0 Differential mitochondrial calcium responses in different cell types detected with a mitochondrial calcium fluorescent indicator, mito-GCaMP2 期刊 Chen, Min, Wang, Yanru, Zhang, Huiliang, Qu, Aijuan, Hou, Tingting, Wang, Xianhua
1 PGC-1 alpha accelerates cytosolic Ca2+ clearance without disturbing Ca2+ homeostasis in cardiac myocytes 期刊 Chen, Min, Wang, Yanru, Qu, Aijuan
2 Flickering calcium microdomains signal turning of migrating cells 期刊 Cheng, Heping, Zheng, Ming, Chen, Min, Wei, Chaoliang, Ouyang, Kunfu, Wang, Xianhua
3 Calcium flickers steer cell migration 期刊 Chen, Min, Cheng, Heping, Song, Longsheng, Wei, Chaoliang, Wang, Xianhua, Ouyang, Kunfu
4 Imaging superoxide flash and metabolism-coupled mitochondrial permeability transition in living animals 期刊 Zhou, Jingsong, Li, Jing-Chao, Weisleder, Noah, Ma, Jianjie, Fang, Huaqiang, Cheng, Heping, Zhang, Wanrui, Wang, Xianhua, Tian, Xiao-Li, Shang, Wei, Chen, Ju, Li, Kaitao, Wang, Shi-Qiang, Zhang, Xing, Chen, Min, Ding, Yi, Xiao, Yao, Wang, Wang, Gao, Feng, Zhang, Xiuqin, Ouyang, Kunfu, Zheng, Ming, Xu, Jiejia, Shang, Shujiang

摘要

结题摘要 钙离子是真核细胞内广泛分布的信使物质,对细胞功能具有重要的调节作用。线粒体在细胞能量代谢中起着核心作用,与细胞的生理和病理活动有着直接的关系。线粒体钙不仅直接参与线粒体的功能调节,也是细胞钙信号的重要组成部分,对于我们完整地理解钙信号的调控机制以及线粒体的功能调节都是必不可少的。本课题以新一代的基因编码的荧光探针为基础,深入研究了肌细胞线粒体的钙信号,以及密切相关的活性氧信号,结果表明不同类型的细胞因功能需要,其线粒体钙具有不同的动力学特征,其特异的调节机制将会是有效的干预治疗靶点。而线粒体活性氧的量子化释放是一种普遍的生理现象,其活性和能量代谢密切相关,在代谢性疾病的研究中具有一定的意义。同时心肌细胞的能量代谢和钙信号调节是相互偶联在一起的,转录共激活因子PGC-1α在其中起了关键的作用,对其有效的干预是改善心功能的一个新途径。此外我们还揭示了一种新的微区钙信号(钙闪烁)在细胞迁移转向中的作用。因此,本研究通过建立新的方法,克服以往研究中的干扰因素,来揭示线粒体与相关信号分子在细胞能量代谢和生理功能间的联系,寻找心血管和代谢疾病中潜在的干预治疗靶点。

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