肌醇調控魚腸CuZnSOD基因轉錄的Nrf2信號通路作用機制研究

《肌醇調控魚腸CuZnSOD基因轉錄的Nrf2信號通路作用機制研究》是周小秋為項目負責人，四川農業大學為依託單位的面上項目。

基本介紹

• 中文名：肌醇調控魚腸CuZnSOD基因轉錄的Nrf2信號通路作用機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：周小秋
• 依託單位：四川農業大學

項目摘要

魚腸道是營養物質消化吸收的重要器官，但易引起氧化損傷破壞其結構，導致功能異常；肌醇能夠提高魚腸道的抗氧化能力，保證其結構完整和功能正常，CuZnSOD在抗氧化中起重要作用；Nrf2存在於魚腸道中，肌醇可通過Nrf2信號途徑上調魚腸CuZnSOD基因轉錄，但其作用機制尚不清楚。因此，本項目擬在克隆魚腸CuZnSOD基因啟動子、sMaf、Keap1和PKCδ基因序列的基礎上，利用生物信息學和基因重組技術首次研究魚腸CuZnSOD基因啟動子是否含有抗氧化反應元件ARE及其在CuZnSOD基因轉錄中的作用；利用基因沉默技術率先研究肌醇是否通過促進Nrf2核轉位，提高sMaf和Nrf2結合，增強識別結合ARE能力，上調CuZnSOD基因轉錄；進一步探明肌醇通過影響PKCδ磷酸化、Keap1基因表達、蛋白含量和修飾調控Nrf2核轉位的機制；揭示肌醇上調CuZnSOD基因轉錄的Nrf2信號通路作用機制。

結題摘要

魚類腸道是營養物質消化吸收的重要器官，但易引起氧化損傷破壞其結構，導致功能異常。肌醇能夠提高魚腸道的抗氧化能力，保證其結構完整和功能正常，CuZnSOD在抗氧化中起重要作用；Nrf2存在於魚腸道中，肌醇可通過Nrf2信號途徑上調魚腸CuZnSOD基因轉錄，但其作用機制尚不清楚。因此，本項目在克隆魚腸 CuZnSOD基因啟動子、sMaf、Keap1和 PKCδ基因序列的基礎上，首次研究魚腸 CuZnSOD基因啟動子是否含有抗氧化反應元件 ARE及其在 CuZnSOD基因轉錄中的作用，以及肌醇是否通過促進 Nrf2核轉位，提高 sMaf和 Nrf2結合，增強識別結合 ARE能力，上調 CuZnSOD基因轉錄；進一步探明肌醇通過影響PKCδ和Keap1調控 Nrf2核轉位的機制。結果表明：鯉魚CuZnSOD基因啟動子為1675bp，含有1個抗氧化反應元件ARE；PKCδ cDNA全序列為2862bp，開放閱讀框2061bp，編碼686個胺基酸殘基，蛋白質分子量78498.36Da，等電點7.53；Keap1a、Keap1b、MafG1和MafG2部分cDNA分別為843、521、394和344bp；這些基因在鯉魚腸道均有表達。進一步研究發現：肌醇提高了鯉魚前腸和中腸細胞核Nrf2的量、MafG的基因和蛋白表達量以及細胞核中Nrf2結合ARE（CuZnSOD）的量；而對後腸Nrf2核轉位、MafG基因和蛋白表達、Nrf2結合ARE的量均無顯著影響；表明肌醇可促進鯉魚前腸和中腸Nrf2核轉位及核轉位後結合ARE激活CuZnSOD基因的轉錄，但不能通過促進後腸Nrf2核轉位來調控CuZnSOD基因轉錄。此外，肌醇通過上調鯉魚前腸和中腸Nrf2基因和總蛋白水平、Nrf2和PKCδ磷酸化水平來促進Nrf2核轉位；肌醇下調了後腸錨定蛋白Keap1a/b的表達，開始啟動上調Nrf2的核轉位。以上結果表明：肌醇提高鯉魚前腸和中腸CuZnSOD基因表達與其促進了Nrf2核轉位及Nrf2核轉位後與ARE的結合有關；肌醇通過提高前腸和中腸Nrf2的基因和總蛋白水平、Nrf2和PKCδ磷酸化來促進Nrf2的核轉位；肌醇降低了後腸錨定蛋白Keap1a/b的基因表達量，開始啟動上調Nrf2的核轉位。研究結果為揭示肌醇上調 CuZnSOD基因轉錄的 Nrf2信號通路作用機制奠定了重要的理論基礎。