A Mouse Model to Define Immunovirologic Determinants of Polyomavirus CNS Disease

定义多瘤病毒中枢神经系统疾病免疫病毒学决定因素的小鼠模型

基本信息

项目摘要

ABSTRACT Progressive Multifocal Leukoencephalopathy (PML) is a life-threatening demyelinating brain disease in immune-compromised individuals caused by the JC polyomavirus (JCPyV), a ubiquitous human pathogen. No anti-JCPyV agents are available. Among the expanding compendium of PML-associated biologics, natalizumab has the highest incidence (1-2%) and is an ominous complication for multiple sclerosis (MS) patients who otherwise benefit from dramatic reductions in relapses using this immunomodulatory agent. Drug withdrawal, the only therapeutic option for PML, is often complicated by a high-mortality cerebral inflammatory reaction. Moreover, three non-PML JCPyV-CNS diseases have recently been described. Lack of a tractable animal model of polyomavirus-induced CNS disease is a well-recognized bottleneck to elucidating PML pathogenesis and the immunological mechanisms that control JCPyV (both essential for identifying PML risk factors), and in vivo evaluation of antiviral agents that inhibit polyomavirus replication in tissue culture. Using mouse polyomavirus (MuPyV), we developed a natural virus-host model of polyomavirus-associated demyelination. In work supported by the parent R01, we found a sizeable MuPyV-specific, brain resident- memory CD8 T cell (bTRM) population. TRM are disseminated throughout the body as non-recirculating cells, where they provide frontline defense against reinfection. Our understanding of TRM biology comes largely from analysis of these cells in mucosal barriers; far less is understood about TRM in nonmucosal sites of infection, particularly those with large numbers of nonrenewable cells (e.g., CNS). We discovered a critical connection between CD4 T cells and differentiation of functional MuPyV-specific CD8 bTRM. Our preliminary data provide strong scientific premise for our central hypothesis that IL-21 is the “help” proffered by CD4 T cells for generating MuPyV-specific CD8 bTRM. CD4 T cell insufficiency and IL-21 signaling-deficiency each resulted in loss of antiviral CD8 T cells expressing a TRM phenotype and inability to survive in the brain without resupply from the circulation. Gene expression pathway analyses of CD4 T cell-unhelped antiviral CD8 T cells during persistent MuPyV encephalitis revealed dysregulation of IL-21 and Notch signaling pathways, and their potential convergence via STAT3. MuPyV-specific CD8 bTRM express functional Notch receptors, whose activation is diminished in the absence of CD4 T cell help. Notch receptors have recently been reported to support establishment of tissue-resident memory CD8 T cells. For Specific Aim 1, we hypothesize that IL-21 is a major component of the help provided by CD4 T cells to guide differentiation of brain-infiltrating CD8 T cells into TRM. For Specific Aim 2, we hypothesize that IL-21 and Notch signaling cooperate via STAT3 activation to generate CD8 bTRM. If these hypotheses prove correct, they will provide essential insights into the mechanisms involved in maintaining and sustaining immunologic control of polyomavirus CNS infection.
抽象的 进行性多灶性白细胞症(PML)是一种威胁生命的脱髓鞘脑疾病 由无处不在的人类病原体JC多瘤病毒(JCPYV)引起的免疫强化个体。不 可以使用抗jcpyv代理。在PML相关生物制剂的扩展纲要中, Natalizumab的事件最高(1-2%),是多发性硬化症的不祥并发症(MS) 否则使用这种免疫调节剂复发中急剧减少而受益的患者。药品 戒断是PML的唯一热选择,通常会因高性分性脑炎症而变得复杂 反应。此外,最近已经描述了三种非PML JCPYV-CNS疾病。缺乏障碍 多符号病毒诱导的中枢神经系统疾病的动物模型是一种公认​​的瓶颈,以阐明PML 发病机理和控制JCPYV的免疫学机制(既可以识别PML风险 因素),以及在组织培养中抑制多瘤病毒复制的抗病毒剂的体内评估。使用 小鼠多瘤病毒(MUPYV),我们开发了一种天然病毒宿主模型,该模型是多瘤病毒相关的 脱髓鞘。在父母R01支持的工作中,我们发现了一个相当大的mupyv特异性大脑居民 - 记忆CD8 T细胞(BTRM)种群。 TRM作为非循环细胞在整个人体中传播, 他们提供对重新感染的前线防御。我们对TRM生物学的理解主要来自 分析这些细胞在粘膜屏障中的分析;关于TRM在非肿瘤感染部位的理解少得多, 特别是那些具有大量不可再生细胞的人(例如CNS)。我们发现了一个关键的联系 CD4 T细胞与功能MUPYV特异性CD8 BTRM的分化。我们的初步数据提供 对于我们的中心假设,即IL-21是CD4 T细胞证明的“帮助”的强烈科学前提 生成MUPYV特异性CD8 BTRM。 CD4 T细胞功能不全和IL-21信号失调导致 表达TRM表型的抗病毒CD8 T细胞的丧失,无法在大脑中生存而无需补给 从循环中。基因表达途径分析CD4 T细胞无螺旋抗病毒CD8 T细胞的基因表达途径。 持续的mupyv脑炎显示IL-21和Notch信号通路的失调及其失调 通过STAT3的潜在收敛。 MUPYV特异性CD8 BTRM Express功能缺口受体,谁 在没有CD4 T细胞帮助的情况下,激活减少。 Notch接收器最近已报告 支持建立组织居民记忆CD8 T细胞。对于特定目标1,我们假设IL-21 是CD4 T细胞提供的帮助的主要组成部分,以指导脑渗透CD8 T的分化 细胞进入TRM。对于特定目标2,我们假设通过STAT3进行IL-21和Notch信号合作 激活以生成CD8 BTRM。如果这些假设被证明是正确的,它们将为 维持和维持对多瘤病毒CNS感染的免疫控制的机制。

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 }}

Aron Eliot Lukacher其他文献

Aron Eliot Lukacher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('Aron Eliot Lukacher', 18)}}的其他基金

Deciphering Early Stages of Polyomavirus CNS Pathogenesis and Immunity
破译多瘤病毒中枢神经系统发病机制和免疫的早期阶段
  • 批准号:
    10785321
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 38.63万
  • 项目类别:
Deciphering Early Stages of Polyomavirus CNS Pathogenesis and Immunity
破译多瘤病毒中枢神经系统发病机制和免疫的早期阶段
  • 批准号:
    10449608
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 38.63万
  • 项目类别:
Deciphering Early Stages of Polyomavirus CNS Pathogenesis and Immunity
破译多瘤病毒中枢神经系统发病机制和免疫的早期阶段
  • 批准号:
    10610484
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 38.63万
  • 项目类别:
Defining Early Stages of Polyomavirus CNS Pathogenesis and Immunity
定义多瘤病毒中枢神经系统发病机制和免疫的早期阶段
  • 批准号:
    10365345
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 38.63万
  • 项目类别:
Pathogenesis of Mouse Polyomavirus-associated CNS Demyelination
小鼠多瘤病毒相关中枢神经系统脱髓鞘的发病机制
  • 批准号:
    9185385
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 38.63万
  • 项目类别:
A Mouse Model to Define Immunovirologic Determinants of Polyomavirus CNS Disease
定义多瘤病毒中枢神经系统疾病免疫病毒学决定因素的小鼠模型
  • 批准号:
    8853962
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 38.63万
  • 项目类别:
A Mouse Model to Define Immunovirologic Determinants of Polyomavirus CNS Disease
定义多瘤病毒中枢神经系统疾病免疫病毒学决定因素的小鼠模型
  • 批准号:
    9244865
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 38.63万
  • 项目类别:
A Mouse Model to Define Immunovirologic Determinants of Polyomavirus CNS Disease
定义多瘤病毒中枢神经系统疾病免疫病毒学决定因素的小鼠模型
  • 批准号:
    10133156
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 38.63万
  • 项目类别:
T-cell immunity to polyomavirus infection
T细胞对多瘤病毒感染的免疫
  • 批准号:
    8687581
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 38.63万
  • 项目类别:
T-cell immunity to polyomavirus infection
T细胞对多瘤病毒感染的免疫
  • 批准号:
    8515330
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 38.63万
  • 项目类别:

相似国自然基金

肾—骨应答调控骨骼VDR/RXR对糖尿病肾病动物模型FGF23分泌的影响及中药的干预作用
  • 批准号:
    82074395
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于细胞自噬调控的苦参碱对多囊肾小鼠动物模型肾囊肿形成的影响和机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    33 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
NRSF表达水平对抑郁模型小鼠行为的影响及其分子机制研究
  • 批准号:
    81801333
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
靶向诱导merlin/p53协同性亚细胞穿梭对听神经瘤在体生长的影响
  • 批准号:
    81800898
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
伪狂犬病病毒激活三叉神经节细胞对其NF-кB和PI3K/Akt信号转导通路影响的分子机制研究
  • 批准号:
    31860716
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    39.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似海外基金

Hepatotoxic mechanisms of anti-HIV- and anti-COVID-19 drugs and substance use disorders
抗 HIV 和抗 COVID-19 药物和物质使用障碍的肝毒性机制
  • 批准号:
    10684434
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 38.63万
  • 项目类别:
Human/Animal Brain Chimera in drugs of abuse and HIV
滥用药物和艾滋病毒中的人/动物脑嵌合体
  • 批准号:
    10543385
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 38.63万
  • 项目类别:
Effects of SARS-CoV-2 Antiviral Ribonucleoside Analogues on Mitochondrial DNA
SARS-CoV-2 抗病毒核糖核苷类似物对线粒体 DNA 的影响
  • 批准号:
    10448062
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 38.63万
  • 项目类别:
Mechanisms and functions of host organelle usurpation by intravacuolar Toxoplasma
液泡内弓形虫侵占宿主细胞器的机制和功能
  • 批准号:
    10363370
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 38.63万
  • 项目类别:
(PQ6) Mesenchymal stem cell based and immunocompetent mouse models of HIV/AIDS KSHV-driven sarcomagenesis
(PQ6) 基于间充质干细胞和免疫活性的 HIV/AIDS 小鼠模型 KSHV 驱动的肉瘤发生
  • 批准号:
    10228426
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 38.63万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了