Gene-Environment Interactions with Ozone and Non-atopic Asthma
基因-环境与臭氧和非特应性哮喘的相互作用
基本信息
- 批准号:10458091
- 负责人:
- 金额:$ 19.76万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2021
- 资助国家:美国
- 起止时间:2021-08-01 至 2023-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AddressAirAir PollutantsAllelesApplications GrantsAsthmaAttenuatedBackcrossingsBioinformaticsBiologicalBronchoalveolar Lavage FluidCandidate Disease GeneCell CountCellsChildClimateClinical ResearchCritiquesDataDevelopmentEndotoxinsEnvironmentEosinophiliaEpidemiologyEpithelialEpithelial CellsExhibitsExposure toFutureGene ExpressionGenesGeneticGenetic ModelsGenotypeGoalsHourHouse Dust Mite AllergensHumanHyperplasiaImmunityImmunologicsImmunologistInbred Strains MiceIndividualInjuryInterleukin-13Interleukin-5InvestigationLaboratory StudyLeukocytesLungLung diseasesLymphoid CellMapsMediatingMetaplastic CellMolecularMucous body substanceMusOzonePathway interactionsPersonsPhenotypePopulationProductionQuantitative Trait LociRattusRecombinant Inbred StrainResearch PersonnelSignal TransductionSpecificitySurveysTSLP geneTestingWorkadverse outcomeairway epitheliumairway hyperresponsivenessairway inflammationasthma exacerbationbasecigarette smokecytokinedensityeosinophileosinophilic inflammationepidemiology studyexperimental studygene environment interactiongenetic approachgenetic variantgenomic locusinnate immune mechanismsinnovationinsightmRNA Expressionnonhuman primatenovelozone exposureresponsesingle-cell RNA sequencingtargeted treatmentwhole genome
项目摘要
PROJECT SUMMARY
Epidemiologic studies have provided evidence that ozone (O3) exposure is associated with the development of
asthma, in particular the non-atopic (non-allergic) sub-type. These findings are supported by clinical studies
showing that ambient O3 exposure is associated with eosinophilic airway inflammation in non-atopic children.
Laboratory studies have shown that O3 exposure causes mucous cell metaplasia/hyperplasia in non-human
primates, rats and mice. This includes recent results from our groups demonstrating that classical inbred
strains of mice exposed to 0.8 ppm O3 (4 hours/day) for 9 days develop eosinophilic airway inflammation in
addition to mucous cell hyperplasia. Thus, data in three species and humans provide strong rationale for
studies geared towards understanding the underlying mechanisms of the O3 ® non-atopic asthma association.
We take a genetic approach to the question of mechanism. We surveyed strains from the Collaborative Cross
(CC) mouse population, a new panel of recombinant inbred strains and identified one strain, CC002, that
exhibited much higher levels of eosinophilic inflammation after repeated O3 exposure than any other strain
tested to date. O3 exposed CC002 mice also developed mucous cell metaplasia and airway hyper-
responsiveness (AHR), two other hallmark phenotypes of asthma. Thus, CC002 provides a new genetic model
that we can exploit to identify mechanisms underlying the of O3-induced non-atopic asthma association. In the
first Aim, we will test the hypothesis that CC002’s exaggerated response to O3 exposure are due to
dysregulated epithelial signaling via alarmins that in turn stimulates type 2 innate lymphoid cells (ILC2s). We
will determine if epithelial-derived innate cytokines (IL-1a/b, IL-25, IL-33, TSLP) are increased in O3-exposed
CC002 mice compared to non-responder strains, and if neutralization of these cytokines attenuates O3-induced
airway inflammation and AHR. Next, we will determine if ILC2 numbers and activation are increased in O3-
exposed CC002 mice, and if depletion of ILC2s or inhibition of ILC2-derived cytokines (IL-5, IL-13) ameliorates
O3-induced airway inflammation and AHR in CC002 mice. To comprehensively characterize molecular
responses to O3 in epithelia, ILC2s, and other leukocytes, we will perform single cell RNA-sequencing. Using
this innovative and powerful approach, we will quantify differences in gene expression and cellular composition
+/- O3, both within and between strains. We will also examine the specificity of CC002’s response by testing
whether this strain exhibits exaggerated responses to other exposures, including endotoxin, cigarette smoke,
and house dust mite allergen. In the second aim, we will identify the genetic loci that render CC002 sensitive to
O3. We will perform quantitative trait locus mapping to identify chromosomal regions harboring CC002 alleles
associated with O3 sensitivity, followed by bioinformatic analyses to identify high priority candidate genes at
each locus. In total, our work will reveal mechanisms underlying the association between O3 exposure and the
development of non-atopic asthma phenotypes and identify potential pathways to target therapeutically.
项目概要
流行病学研究提供的证据表明,臭氧 (O3) 暴露与疾病的发生有关
哮喘,特别是非特应性(非过敏性)亚型这些发现得到了临床研究的支持。
研究表明,环境中的 O3 暴露与非特应性儿童的嗜酸粒细胞性气道炎症有关。
实验室研究表明,接触 O3 会导致非人类粘液细胞化生/增生
这包括我们小组最近的结果,证明了经典的近交系。
暴露于 0.8 ppm O3(4 小时/天)9 天的小鼠品系会出现嗜酸性粒细胞性气道炎症
因此,三个物种和人类的数据提供了强有力的理由。
旨在了解 O3 ® 非特应性哮喘关联的潜在机制的研究。
我们采用遗传学方法来解决机制问题,我们调查了协作杂交的菌株。
(CC) 小鼠群体,一组新的重组近交系,并鉴定出一个菌株 CC002,
在反复暴露于 O3 后表现出比任何其他菌株更高水平的嗜酸性粒细胞炎症
迄今为止进行的测试显示,O3 暴露的 CC002 小鼠也出现了粘液细胞化生和气道过度增生。
因此,CC002 提供了一种新的遗传模型。
我们可以利用它来确定 O3 诱发的非特应性哮喘关联的潜在机制。
第一个目标,我们将检验以下假设:CC002 对 O3 暴露的夸大反应是由于
通过警报素调节上皮信号传导失调,进而刺激 2 型先天淋巴细胞 (ILC2)。
将确定暴露于 O3 的上皮源性先天细胞因子(IL-1a/b、IL-25、IL-33、TSLP)是否增加
CC002 小鼠与无反应品系相比,如果中和这些细胞因子会减弱 O3 诱导的
接下来,我们将确定 O3- 中 ILC2 数量和激活是否增加。
暴露的 CC002 小鼠,如果 ILC2 耗竭或 ILC2 衍生细胞因子(IL-5、IL-13)抑制改善
O3 诱导的 CC002 小鼠气道炎症和 AHR 全面表征分子特征。
为了了解上皮细胞、ILC2 和其他白细胞对 O3 的反应,我们将使用以下方法进行单细胞 RNA 测序。
这种创新而强大的方法,我们将量化基因表达和细胞组成的差异
+/- O3,在菌株内部和菌株之间我们还将通过测试来检查 CC002 反应的特异性。
该菌株是否对其他暴露表现出过度反应,包括内毒素、香烟烟雾、
和屋尘螨过敏原 在第二个目标中,我们将确定使 CC002 敏感的基因位点。
O3。我们将进行数量性状基因座作图,以确定含有 CC002 等位基因的染色体区域。
与 O3 敏感性相关,然后进行生物信息分析,以确定高优先级候选基因
总的来说,我们的工作将揭示 O3 暴露与 O3 之间关联的潜在机制。
非特应性哮喘表型的发展并确定潜在的治疗目标途径。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Samir Kelada其他文献
Samir Kelada的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Samir Kelada', 18)}}的其他基金
Regulatory Genomics of Ozone Air Pollution Response in Vitro and In Vivo
体外和体内臭氧空气污染响应的监管基因组学
- 批准号:
10467348 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 19.76万 - 项目类别:
Regulatory Genomics of Ozone Air Pollution Response in Vitro and In Vivo
体外和体内臭氧空气污染响应的监管基因组学
- 批准号:
10610913 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 19.76万 - 项目类别:
Gene-Environment Interactions with Ozone and Non-atopic Asthma
基因-环境与臭氧和非特应性哮喘的相互作用
- 批准号:
10302827 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 19.76万 - 项目类别:
Systems-level transcriptomic analyses to Identify mouse models of asthma
系统级转录组分析识别哮喘小鼠模型
- 批准号:
8876046 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 19.76万 - 项目类别:
Gene-Environment Interactions with Ozone in Experimental Asthma
实验性哮喘中基因-环境与臭氧的相互作用
- 批准号:
9266695 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 19.76万 - 项目类别:
Systems-level transcriptomic analyses to Identify mouse models of asthma
系统级转录组分析识别哮喘小鼠模型
- 批准号:
9120405 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 19.76万 - 项目类别:
相似国自然基金
调控金属–石墨化炭电子相互作用促进氧活化及室内空气污染物室温催化消除
- 批准号:22376165
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
针对中等尺寸分子空气污染物检测的金属-有机骨架基传感器及其气敏性能研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:54 万元
- 项目类别:面上项目
双碳目标不同实现路径下空气污染物组分变化对慢性肾脏病的影响研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:20 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
混频异构数据下空气污染物减排与温室气体减排“协同效应”的量化测度及优化控制
- 批准号:72264016
- 批准年份:2022
- 资助金额:28 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
实际道路典型交通相关空气污染物的车内暴露特征研究
- 批准号:52000117
- 批准年份:2020
- 资助金额:24 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
AirPressureNYC: Reducing AIR pollution to lower blood PRESSURE among New York City public housing residents
AirPressureNYC:减少空气污染以降低纽约市公共住房居民的血压
- 批准号:
10638946 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 19.76万 - 项目类别:
Impact of benzene-induced MIA on fetal T cell development
苯诱导的 MIA 对胎儿 T 细胞发育的影响
- 批准号:
10605881 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 19.76万 - 项目类别:
Bayesian Statistical Learning for Robust and Generalizable Causal Inferences in Alzheimer Disease and Related Disorders Research
贝叶斯统计学习在阿尔茨海默病和相关疾病研究中进行稳健且可推广的因果推论
- 批准号:
10590913 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 19.76万 - 项目类别:
A Low-Cost Wearable Connected Health Device for Monitoring Environmental Pollution Triggers of Asthma in Communities with Health Disparities
一种低成本可穿戴互联健康设备,用于监测健康差异社区中哮喘的环境污染诱因
- 批准号:
10601615 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 19.76万 - 项目类别:
Integrated exposome profiling to identify environmental risk factors of metabolic disease in mid- and late-life
综合暴露组分析可识别中晚年代谢疾病的环境危险因素
- 批准号:
10638457 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 19.76万 - 项目类别: