Heme toxicity and vaso-occlusion in sickle cell disease

镰状细胞病中的血红素毒性和血管闭塞

基本信息

  • 批准号:
    9240380
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 48.98万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-02-01 至 2021-01-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Hemolysis and the intravascular release of hemoglobin S are central to the pathophysiology of sickle cell disease (SCD). During the current funding period, we showed that heme derived from sickle red blood cells acts as a damage-associated molecular pattern that can activate toll-like receptor 4 (TLR4) of the innate immune system, independently of its cognate ligand lipopolysaccharide, leading to oxidant production, rapid P-selectin and von Willebrand factor expression on endothelium, and vaso-occlusion (VO) in SCD mice. We hypothesize that the innate immune system, including TLR4 and complement, is fundamental to understanding hemolysis-driven inflammation, coagulation, VO, and the cumulative organ pathology in SCD. The first aim of our proposal is to identify the heme- binding site on the myeloid differentiation factor 2 (MD-2)/TLR4 complex. To date, no studies have examined the heme-binding site on the MD-2/TLR4 complex. Identifying the heme-binding site on MD-2/TLR4 is vital for developing therapies to interrupt heme-driven inflammation and VO. The second aim will examine the impact of global Tlr4 deficiency and the specific contribution of TLR4 in leukocytes, platelets, and the vessel wall to SCD pathogenesis. Recent studies by our group and others used Tlr4-/-, non-sickle cell mice transplanted with Tlr4+/+ sickle bone marrow to underscore the importance of TLR4 in the vessel wall in promoting VO and acute chest syndrome in SCD. However, the impact of Tlr4 deficiency on inflammation, coagulation, and cumulative organ pathology has not been tested in a global Tlr4-/- SCD mouse model. We will test the hypothesis that TLR4 is a key signaling pathway that translates hemolysis into inflammation, VO, and organ pathology in SCD. Our third aim will examine the role of complement activation in SCD hemolysis, inflammation, and VO. The alternative complement pathway is abnormally activated in SCD and is amplified by phosphatidylserine on the outer leaflet of sickle red blood cells and microparticles. We will test the hypothesis that complement activation on the surface of sickle red blood cells and microparticles stimulates inflammation, coagulation, hemolysis, and VO in SCD. Using state-of-the-art molecular techniques including site-directed mutagenesis, bone marrow transplants, cellular/biochemical studies, breeding a unique sickle/Tlr4-deficient mouse model, and in vivo vascular imaging in murine models of SCD, we will provide the foundation for the development of new therapies targeting multiple pathways to interrupt SCD pathophysiology. Understanding TLR4 and complement activation in SCD is expected to lead to therapies targeting the heme-binding site on the MD-2/TLR4 complex and complement inhibitors that will improve the quality of life of SCD patients.
血红蛋白S的溶血和血管内释放是镰状病理生理学的核心 细胞病(SCD)。在当前的资金期间,我们表明血红素是从镰状红色衍生的 血细胞充当与损伤相关的分子模式,可以激活Toll样受体4 (TLR4)先天免疫系统,独立于其同源配体脂多糖,领先 对于氧化剂的产生,内皮上的快速P-选择素和von Willebrand因子的表达,以及 SCD小鼠的血管封闭(VO)。我们假设先天免疫系统,包括TLR4 和补体是理解溶血驱动的炎症,凝结,vo, 以及SCD中的累积器官病理学。我们提案的第一个目的是确定血红素 髓样分化因子2(MD-2)/TLR4复合物上的结合位点。迄今为止,没有研究 检查了MD-2/TLR4复合物上的血红素结合位点。在 MD-2/TLR4对于开发中断血红素驱动的炎症和VO的疗法至关重要。这 第二个目标将研究全球TLR4缺乏症的影响以及TLR4在 白细胞,血小板和血管壁为SCD发病机理。我们小组的最新研究以及 其他人则使用TLR4 - / - ,用TLR4+/+镰刀骨髓移植的非icickle细胞小鼠来强调 在促进SCD中促进VO和急性胸部综合征的血管壁中TLR4的重要性。然而, TLR4缺乏对炎症,凝结和累积器官病理学的影响尚未 在全局TLR4 - / - SCD鼠标模型中进行了测试。我们将测试TLR4是关键的假设 在SCD中将溶血,VO和器官病理转化为炎症,VO和器官病理的信号通路。我们的 第三个目标将研究补体激活在SCD溶血,炎症和VO中的作用。 替代补体途径在SCD中异常激活,并被放大 镰状血细胞和微粒的外小叶上的磷脂酰丝氨酸。我们将测试 假设补体在镰状红细胞和微粒表面激活 刺激SCD中的炎症,凝结,溶血和VO。使用最先进的分子 包括位置定向诱变,骨髓移植,细胞/生化的技术 研究,繁殖独特的镰刀/TLR4缺陷小鼠模型,以及在鼠中的体内血管成像 SCD的模型,我们将为开发新疗法的靶向奠定基础 中断SCD病理生理学的多种途径。了解TLR4并补充激活 在SCD中,预计将导致针对MD-2/TLR4复合物上的血红素结合位点的疗法 并补充将改善SCD患者生活质量的抑制剂。

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)

暂无数据

数据更新时间:2024-06-01

Gregory M Vercello...的其他基金

Heme toxicity and vaso-occlusion in sickle cell disease
镰状细胞病中的血红素毒性和血管闭塞
  • 批准号:
    9905547
    9905547
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 48.98万
    $ 48.98万
  • 项目类别:
Heme toxicity and vaso-occlusion in sickle cell disease
镰状细胞病中的血红素毒性和血管闭塞
  • 批准号:
    8689151
    8689151
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 48.98万
    $ 48.98万
  • 项目类别:
Heme toxicity and vaso-occlusion in sickle cell disease
镰状细胞病中的血红素毒性和血管闭塞
  • 批准号:
    8340481
    8340481
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 48.98万
    $ 48.98万
  • 项目类别:
Heme toxicity and vaso-occlusion in sickle cell disease
镰状细胞病中的血红素毒性和血管闭塞
  • 批准号:
    8526544
    8526544
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 48.98万
    $ 48.98万
  • 项目类别:
heme oxygenase 1 & Stasis
血红素加氧酶1
  • 批准号:
    7226093
    7226093
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 48.98万
    $ 48.98万
  • 项目类别:
Cell Culture
细胞培养
  • 批准号:
    7226095
    7226095
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 48.98万
    $ 48.98万
  • 项目类别:
CORE--TISSUE CULTURE
核心——组织培养
  • 批准号:
    6581194
    6581194
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 48.98万
    $ 48.98万
  • 项目类别:
Inflammation in Sickle Disease
镰状病的炎症
  • 批准号:
    6721321
    6721321
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 48.98万
    $ 48.98万
  • 项目类别:
Inflammation in Sickle Disease
镰状病的炎症
  • 批准号:
    6638780
    6638780
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 48.98万
    $ 48.98万
  • 项目类别:
Inflammation in Sickle Disease
镰状病的炎症
  • 批准号:
    6320937
    6320937
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 48.98万
    $ 48.98万
  • 项目类别:

相似国自然基金

基于先进算法和行为分析的江南传统村落微气候的评价方法、影响机理及优化策略研究
  • 批准号:
    52378011
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
社交网络上观点动力学的重要影响因素与高效算法
  • 批准号:
    62372112
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
员工算法规避行为的内涵结构、量表开发及多层次影响机制:基于大(小)数据研究方法整合视角
  • 批准号:
    72372021
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    40 万元
  • 项目类别:
    面上项目
算法人力资源管理对员工算法应对行为和工作绩效的影响:基于员工认知与情感的路径研究
  • 批准号:
    72372070
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    40 万元
  • 项目类别:
    面上项目
算法鸿沟影响因素与作用机制研究
  • 批准号:
    72304017
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Computational Modeling of Device-Induced Platelet Activation and Receptor Shedding Relevant to Thrombosis and Bleeding in Device-Assisted Circulation
与装置辅助循环中血栓形成和出血相关的装置诱导血小板激活和受体脱落的计算模型
  • 批准号:
    10582083
    10582083
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 48.98万
    $ 48.98万
  • 项目类别:
Development of a personalized infusion failure detection algorithm combining tissue counter pressure and blood glucose data for closed-loop diabetes management
开发结合组织反压和血糖数据的个性化输注失败检测算法,用于闭环糖尿病管理
  • 批准号:
    10296116
    10296116
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 48.98万
    $ 48.98万
  • 项目类别:
High Shear Stress Alters Gene Regulation in Pulmonary Arterial Hypertension
高剪切应力改变肺动脉高压的基因调控
  • 批准号:
    10557807
    10557807
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 48.98万
    $ 48.98万
  • 项目类别:
Improvement and standardization of a bioinformatic software suite for multiplexed imaging
用于多重成像的生物信息学软件套件的改进和标准化
  • 批准号:
    10609313
    10609313
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 48.98万
    $ 48.98万
  • 项目类别:
Structure mapping of molecular complexes by super-resolution microscopy
通过超分辨率显微镜绘制分子复合物的结构图
  • 批准号:
    9902489
    9902489
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 48.98万
    $ 48.98万
  • 项目类别: