Microbiota depletion ameliorates sickle cell induced vaso-occlusive crisis and organ damage

微生物群耗竭可改善镰状细胞引起的血管闭塞危机和器官损伤

基本信息

  • 批准号:
    9917576
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 6.53万
  • 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:
    2019-03-16 至 2022-03-15
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary:       As  the  most  common  inherited  blood  disorder  in  the  United  State,  there  are  70,000-­100,000  Americans  with  sickle  cell  anemia.  Sickle  cell  disease  (SCD)  is  caused  by  a  mutation  in  the  β-­globin  gene,  which  leads  to  significant  deformation  red  blood  cell  (RBC)  membrane  and  promotes  RBC  adhesion  to  other  cells  to  induce  vaso-­occlusive  crises  (VOC).  Chronic  sickle  cell  anemia  is  accompanied  with  progressive  systemic  multi-­ systemic  organ  dysfunction  and  cost  over  $475  million  annually  in  hospital  admission.  Our  laboratory  has  reported  that  sickle  cell-­induced  hypoxic,  oxidant,  and  inflammatory  stress  is  perpetuated  by  aged  neutrophils  which positively correlates with VOC in humanized SCD mice. Our recent work has demonstrated that deletion  of the microbiota in SCD mice by antibiotics restricted aged neutrophil expansion which consequently decreased  VOC severity, and reduced organ damage as well as the iron overload. In addition, hydroxyurea, the only FDA-­ approved  drug  for  SCD  that  promotes  the  anti-­sickling  fetal  hemoglobin  expression,  also  possesses  anti-­ inflammatory, antiradical, and metal-­chelating activities both in mammalian cells as well as in bacteria.   In this application, we propose a 3-­year experimental plan that will advance our understanding in the function of  microbiota  in  SCD  disease  progression  and  will  test  whether  manipulation  of  the  microbiota  will  provide  a  potential novel SCD treatment. In Specific Aim 1, we will identify disease-­modifying microbiota species that may  contribute to neutrophil aging and SCD organ damage. 16S sequencing data has revealed microbiota differences  between antibiotic treatment and untreated SCD mice, and the function of selected microbiota will be verified in  germ-­free SCD mice. In Specific Aim 2, we will examine if hydroxyurea reduces VOC and organ damage through  microbiota manipulations in SCD mice in which fecal samples from hydroxyurea-­treated and control SCD mice  will  be  transplant  to  germ-­free  SCD  to  evaluate  whether  hydroxyurea-­induced  changes  in  the  microbiota  contribute to its therapeutic activity. In Specific Aim 3, we will study if iron restriction (by DFO or low-­iron diet) or  probiotics-­induced changes in iron metabolism can ameliorate chronic organ damage in SCD mice. Iron-­related  changes in microbiota will be verified by germ-­free SCD mice. These proposed studies, focused on strategies of  microbiota  manipulation  in  SCD,  will  allow  us  to  identify  the  key  microbial  species  that  contribute  to  SCD  pathophysiology,  and  provide  potential  novel  cost-­effective  approaches  for  management  of  SCD’s  life-­long  complications.
项目摘要:      作为美国最常见的遗传性血液疾病,有70,000-100,000名美国人 镰状细胞贫血。镰状细胞病(SCD)是由β-珠蛋白基因突变引起的,这导致 明显的变形红细胞(RBC)膜,并促进RBC粘合剂诱导其他细胞以诱导 血管熟悉的危机(VOC)。慢性镰状细胞贫血还伴有进行性全身性多 每年入院的系统性器官功能障碍,耗资超过4.75亿美元。我们的实验室有 报道了镰状细胞诱导的低氧,氧化剂和炎症性应激因衰老的中性粒细胞的持续 这与人源化的SCD小鼠中的VOC积极相关。我们最近的工作证明了删除 抗生素限制了衰老的中性粒细胞膨胀,在SCD小鼠中的微生物群降低 VOC严重程度,减少器官损伤以及铁超负荷。此外,羟基脲,唯一的FDA- 批准的SCD药物促进了抗触觉的胎儿血红蛋白表达,还具有抗 哺乳动物细胞和细菌中的炎症,抗自由基和金属螯合活性。 在此应用中,我们提出了一个为期3年的实验计划,该计划将提高我们对 SCD疾病进展中的微生物群,并将测试对微生物群的操纵是否会提供 潜在的新型SCD治疗。在特定的目标1中,我们将确定可以改善疾病的微生物群,可能 有助于中性粒细胞衰老和SCD器官损伤。 16S测序数据显示了微生物群的差异 在抗生素治疗和未处理的SCD小鼠之间,选定的微生物群的功能将在 无菌SCD小鼠。在特定目标2中,我们将检查羟基脲是否通过 SCD小鼠中的菌群操纵 将移植到无菌SCD上,以评估羟基脲诱导的微生物群的变化是否 有助于其治疗活动。在特定目标3中,我们将研究铁限制(通过DFO或低铁饮食)还是 益生菌引起的铁代谢的变化可以改善SCD小鼠的慢性器官损伤。铁相关 微生物群的变化将通过无菌SCD小鼠验证。这些拟议的研究着重于 SCD中的微生物群操纵将使我们能够识别有助于SCD的关键微生物物种 病理生理学,并为管理SCD的终身管理提供了潜在的新颖具有成本效益的方法 并发症。

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

Huihui Li的其他基金

Microbiota depletion ameliorates sickle cell induced vaso-occlusive crisis and organ damage
微生物群耗竭可改善镰状细胞引起的血管闭塞危机和器官损伤
  • 批准号:
    10574815
    10574815
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 6.53万
    $ 6.53万
  • 项目类别:
The microbiome determines organ damage development in sickle cell disease
微生物组决定镰状细胞病的器官损伤发展
  • 批准号:
    10895168
    10895168
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 6.53万
    $ 6.53万
  • 项目类别:
The microbiome determines organ damage development in sickle cell disease
微生物组决定镰状细胞病的器官损伤发展
  • 批准号:
    10525715
    10525715
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 6.53万
    $ 6.53万
  • 项目类别:

相似国自然基金

SGO2/MAD2互作调控肝祖细胞的细胞周期再进入影响急性肝衰竭肝再生的机制研究
  • 批准号:
    82300697
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
SSRP1/Sp-1转录调控的MFGE8通过SIRT6影响铁死亡在脓毒症急性肾损伤中的机制研究
  • 批准号:
    82302418
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
人群mtDNA空间异质性对急性高原反应发病的影响机制研究
  • 批准号:
    42377466
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
蜗牛粘液糖胺聚糖影响中性粒细胞粘附和迁移在治疗急性呼吸窘迫综合征中的作用研究
  • 批准号:
    82360025
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
高甘油三酯通过TLR4/caspase-8影响急性胰腺炎CD4+T细胞程序性死亡的机制研究
  • 批准号:
    82360135
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似海外基金

MECHANISMS OF VISCERAL PAIN DRIVEN BY SMALL INTESTINAL MICROBIOTA
小肠微生物驱动内脏疼痛的机制
  • 批准号:
    10836298
    10836298
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.53万
    $ 6.53万
  • 项目类别:
Impact of developmental exposure to PFAS on the microbiota-gut-brain axis
发育阶段接触 PFAS 对微生物群-肠-脑轴的影响
  • 批准号:
    10740775
    10740775
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.53万
    $ 6.53万
  • 项目类别:
Mechanisms of SARS-CoV-2 pathogenesis during HIV/SIV infection
HIV/SIV 感染期间 SARS-CoV-2 的发病机制
  • 批准号:
    10685195
    10685195
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.53万
    $ 6.53万
  • 项目类别:
Development of a Novel Therapeutic for Mitigating Radiation-Induced Microbiome Dysbiosis and Acute Gastrointestinal Syndrome
开发一种缓解辐射引起的微生物群失调和急性胃肠道综合症的新疗法
  • 批准号:
    10567515
    10567515
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.53万
    $ 6.53万
  • 项目类别:
Mechanisms of Gastrointestinal COVID-19
胃肠道 COVID-19 的机制
  • 批准号:
    10538795
    10538795
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 6.53万
    $ 6.53万
  • 项目类别: