Alleviating Reactive Carbonyl Species-Induced Progenitor Cell Dysfunction in Diabetic Wound Healing

减轻糖尿病伤口愈合中反应性羰基物质诱导的祖细胞功能障碍

基本信息

  • 批准号:
    10221677
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 37.48万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-08-02 至 2023-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY Refractory wounds in diabetic patients often result in amputation. Bone marrow derived endothelial progenitor cells (EPCs) actively participate in wound repair through angiogenesis after homing to the wounding site. However, progenitor cell functions are impaired in diabetes with mechanisms poorly understood. Reactive carbonyl species (RCS) are the intermediates and by-products generated during energy metabolism. Our pilot studies demonstrate one of the most potent RCS and the major precursor of the advanced glycation endproducts (AGE), methylglyoxal (MGO), exerted immediate inhibitory effects on progenitor cell functions in vitro. The glyoxalase I (GLO1), the key enzyme detoxifying MGO, was deficient in diabetic EPCs. These observations unveil an important message: Theses RCS actually play a major role in compromising progenitor cell function in diabetes, and this is due to the deficient glyoxalase defense system. The Major Goal of this project is to understand the molecular mechanisms of disrupted angiogenesis induced by RCS and to identify therapeutic targets for diabetic wound repair. Our recent report has demonstrated that an endoplasm reticulum response sensor, Inositol-Requiring Enzyme 1α (IRE1α), is essential to progenitor cell-mediated angiogenesis during wound repair. The endothelial-specific deletion of IRE1α leads to aberrant wound angiogenesis in vivo. However, how IRE1α functionality in EPCs is damaged in diabetes is not clear yet. Our pilot data strongly suggest that MGO directly diminishes IRE1α’s ribonuclease (RNase) function, and that IRE1α activation in EPCs is severely inhibited by MGO but rescued by GLO1 over-expression. We further found out that chronic wounds in diabetic animals started to heal upon receiving GLO1 gene transfer in vivo. Based on these findings, we propose Central Hypothesis that accumulated MGO in diabetes compromises progenitor cell function via interfering with IRE1α function, resulting in disrupted angiogenesis and delayed wound healing. To test the hypothesis, we propose Three Specific Aims: 1) Elucidate mechanisms by which MGO causes EPC dysfunction and IRE1α deficiency in diabetes in vitro; 2) Determine the molecular basis for MGO-induced IRE1α deficiency in vitro; 3) Determine the therapeutic effects of lowering MGO in diabetic wound healing in vivo. Our proposed studies will use newly developed Liquid chromatography–mass spectrometry (LC-MS) protocol to quantify free MGO accumulation in human plasma and diabetic foot ulcer tissues, representing the first effort to acquire the dynamic changes of free MGO generation in the microenvironment. We will employ both gain-of-function and loss-of-function technologies for gene manipulations, IRE1α gene engineered animals, and a newly established chronic diabetic wound animal model with cell therapies. Our project will allow us to uncover novel molecular mechanisms of impaired angiogenesis and wound healing in diabetes in which RCS-induced progenitor cell dysfunction is playing a pivotal role. Findings from this project will provide valuable information for novel therapeutics development for diabetic wound healing by augmenting RCS scavenger GLO1 or ER stress response sensor IRE1α.
项目概要 糖尿病患者的难治性伤口常常导致骨髓来源的内皮祖细胞截肢。 细胞(EPC)归巢到受伤部位后通过血管生成积极参与伤口修复。 然而,祖细胞功能在糖尿病中受损,其机制尚不清楚。 羰基物质(RCS)是我们的试点过程中产生的中间体和副产品。 研究证明最有效的 RCS 之一和高级糖基化终产物的主要前体 (AGE)、甲基乙二醛 (MGO) 在体外对祖细胞功能产生直接抑制作用。 乙二醛酶 I (GLO1) 是 MGO 解毒的关键酶,在糖尿病 EPC 中缺乏这些观察结果。 揭示了一个重要信息:这些 RCS 实际上在损害祖细胞功能中发挥着重要作用 糖尿病,这是由于乙二醛酶防御系统缺陷造成的。该项目的主要目标是 了解 RCS 诱导的血管生成破坏的分子机制并确定治疗方法 我们最近的报告表明,内质网反应是糖尿病伤口修复的目标。 肌醇需求酶 1α (IRE1α) 传感器对于祖细胞介导的血管生成至关重要 IRE1α 的内皮特异性缺失会导致体内伤口血管生成异常。 EPC 中的 IRE1α 功能在糖尿病中如何受损尚不清楚。我们的试验数据强烈表明这一点。 MGO 直接削弱 IRE1α 的核糖核酸酶 (RNase) 功能,并且 EPC 中的 IRE1α 激活严重 我们进一步发现,糖尿病患者的慢性伤口受到MGO的抑制,但被GLO1的过度表达所拯救。 根据这些发现,动物在体内接受 GLO1 基因转移后开始愈合。 假设糖尿病中积累的 MGO 通过干扰 IRE1α 损害祖细胞功能 功能,导致血管生成中断和伤口愈合延迟。为了检验这一假设,我们提出。 三个具体目标:1) 阐明 MGO 导致 EPC 功能障碍和 IRE1α 缺陷的机制 体外糖尿病;2) 确定体外 MGO 诱导的 IRE1α 缺陷的分子基础; 我们提出的研究将在体内使用新的降低 MGO 对糖尿病伤口愈合的治疗效果。 开发了液相色谱-质谱 (LC-MS) 方案来量化游离 MGO 的积累 人类血浆和糖尿病足溃疡组织,代表了获得自由动态变化的首次努力 微环境中的 MGO 生成我们将采用功能获得和功能丧失技术。 用于基因操作、IRE1α基因工程动物和新建立的慢性糖尿病伤口动物 我们的项目将使我们能够揭示受损的新分子机制。 糖尿病中的血管生成和伤口愈合,其中 RCS 诱导的祖细胞功能障碍发挥着重要作用 该项目的研究结果将为新疗法的开发提供有价值的信息。 通过增强 RCS 清除剂 GLO1 或 ER 应激反应传感器 IRE1α 来促进糖尿病伤口愈合。

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 }}

TERRENCE J. MONKS其他文献

TERRENCE J. MONKS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('TERRENCE J. MONKS', 18)}}的其他基金

Alleviating Reactive Carbonyl Species-Induced Progenitor Cell Dysfunction in Diabetic Wound Healing
减轻糖尿病伤口愈合中反应性羰基物质诱导的祖细胞功能障碍
  • 批准号:
    10445242
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 37.48万
  • 项目类别:
Hepatic Metabolism and Susceptibility to Ecstasy Toxicity
肝脏代谢和对摇头丸毒性的敏感性
  • 批准号:
    7580858
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 37.48万
  • 项目类别:
Hepatic Metabolism and Susceptibility to Ecstasy Toxicity
肝脏代谢和对摇头丸毒性的敏感性
  • 批准号:
    8078934
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 37.48万
  • 项目类别:
Human Disease and the Interplay Between Genes and the Environment
人类疾病以及基因与环境之间的相互作用
  • 批准号:
    8109417
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 37.48万
  • 项目类别:
Human Disease and the Interplay Between Genes and the Environment
人类疾病以及基因与环境之间的相互作用
  • 批准号:
    7885573
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 37.48万
  • 项目类别:
Human Disease and the Interplay Between Genes and the Environment
人类疾病以及基因与环境之间的相互作用
  • 批准号:
    7464028
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 37.48万
  • 项目类别:
Hepatic Metabolism and Susceptibility to Ecstasy Toxicity
肝脏代谢和对摇头丸毒性的敏感性
  • 批准号:
    8268447
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 37.48万
  • 项目类别:
Hepatic Metabolism and Susceptibility to Ecstasy Toxicity
肝脏代谢和对摇头丸毒性的敏感性
  • 批准号:
    7688583
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 37.48万
  • 项目类别:
Hepatic Metabolism and Susceptibility to Ecstasy Toxicity
肝脏代谢和对摇头丸毒性的敏感性
  • 批准号:
    8078934
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 37.48万
  • 项目类别:
Human Disease and the Interplay Between Genes and the Environment
人类疾病以及基因与环境之间的相互作用
  • 批准号:
    8307533
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 37.48万
  • 项目类别:

相似国自然基金

基于sIgA的V(D)J结构多样性探索腺病毒载体鼻喷新冠奥密克戎疫苗诱导的呼吸道粘膜免疫原性特征
  • 批准号:
    82302607
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
新型腺病毒载体疫苗长效免疫机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    53 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于肠道腺病毒载体平台COVID-19粘膜疫苗的设计与筛选
  • 批准号:
    82161138001
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    150 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
腺病毒载体新冠疫苗与灭活新冠疫苗诱导的免疫应答特征及序贯免疫策略研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
纳米蛋白冠突破腺病毒载体疫苗预存免疫效应研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    56 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Lymphatic Regeneration by Direct Cellular Reprogramming
通过直接细胞重编程实现淋巴再生
  • 批准号:
    10744935
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 37.48万
  • 项目类别:
Molecular mechanisms of load-induced t-tubule regulation in the mammalian heart
哺乳动物心脏负荷诱导 T 管调节的分子机制
  • 批准号:
    10664338
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 37.48万
  • 项目类别:
cGAS-STING Pathway Targeting Replicative Adenoviruses with CD46 Tropism and AFP Promoter Conditional Replication Restriction for the Treatment of Hepatocellular Carcinoma
cGAS-STING 通路靶向具有 CD46 趋向性和 AFP 启动子的复制腺病毒条件性复制限制用于治疗肝细胞癌
  • 批准号:
    10436626
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 37.48万
  • 项目类别:
Role of epithelial cell intracellular trafficking in the innate immune response to adenovirus infection
上皮细胞胞内运输在腺病毒感染先天免疫反应中的作用
  • 批准号:
    10549310
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 37.48万
  • 项目类别:
Role of epithelial cell intracellular trafficking in the innate immune response to adenovirus infection
上皮细胞胞内运输在腺病毒感染先天免疫反应中的作用
  • 批准号:
    10209611
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 37.48万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了