Injury of blood brain and alveolar-endothelial barriers caused by alcohol and electronic cigarettes via purinergic receptor signaling

酒精和电子烟通过嘌呤受体信号传导引起血脑和肺泡内皮屏障损伤

基本信息

  • 批准号:
    10638221
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 59.49万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-08-01 至 2028-05-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Polydrug abuse (especially alcohol use disorder, AUD, and smoking) are known individually to compromise the lung alveolar-endothelial barrier (AEB) and the blood brain barrier (BBB). Very limited knowledge exists regarding damage in lung and brain due to electronic cigarettes (e-Cig) in combination with AUD. E-Cig have become popular, yet very limited data indicate that they cause endothelial dysfunction and result in a pro-inflammatory phenotype in macrophages and endothelium in lungs. While e-Cig are known to be addictive, their effects on the brain and cognition are essentially unknown. Our data show that chronic e-Cig exposure in mice enhanced permeability of the BBB and neuroinflammation, diminished expression of a key glucose transporter and tight junction protein on brain endothelium, and impaired cognition. Preliminary data indicate that the combination of alcohol/e-Cig exposure in vivo caused enhanced AEB permeability and amplified neuroinflammation/BBB compromise. We found that e-Cig and alcohol impair AEB and BBB via the same mechanism including mitochondrial dysfunction, Ca2+ accumulation, and ATP extracellular release, potentially mediated by purinergic receptor, P2X7, in cellular components of AEB/BBB. Using innovative in vitro 3D systems of AEB and BBB and relevant animal models, we test the hypothesis that BBB and AEB injury in e-Cig/alcohol exposure are mediated through the P2X7 receptor. In aim 1, we will screen the magnitude of injury (mitochondrial dysfunction, Ca2+ increase and ATP release) by various types of e-Cig in combination with alcohol on human brain and lung endothelial and lung epithelial cells. Then, we will define mechanisms of demise using innovative 3D in vitro constructs of lung and brain microvasculature, functional assays, assessment of mitochondrial functions and expression of key molecules supporting BBB and AEB. We will investigate the contribution of activation of the purinergic P2X7 receptor in e-Cig/alcohol induced BBB/AEB dysfunction. The 2nd aim will study in vivo lung injury after chronic alcohol feeding and e-Cig vaping evaluating AEB permeability, expression of barrier supporting molecules, inflammatory responses (immunohistochemistry, protein/mRNA, bronchoalveolar lavage). P2X7 knockout (KO) animals will allow dissection of the role of this receptor in pulmonary dysfunction. The 3rd aim will decipher combined in vivo effects of BBB function, expression of barrier-mediating molecules, and neuroinflammation. The same experiments performed in P2X7 KO mice will determine the importance of this pathway in CNS injury. Markers of lung injury and BBB damage will be measured in blood and correlated with signs of end-organ pathology.
众所周知,多种药物滥用(尤其是酒精使用障碍、澳元和吸烟)会导致 损害肺泡内皮屏障(AEB)和血脑屏障(BBB)。非常 关于电子烟 (e-Cig) 对肺和大脑造成的损害的了解有限 与澳元结合。电子烟已变得流行,但非常有限的数据表明它们 引起内皮功能障碍并导致巨噬细胞产生促炎表型 肺内皮细胞。虽然众所周知电子烟会让人上瘾,但它们对大脑和 认知本质上是未知的。我们的数据显示,小鼠长期接触电子烟 血脑屏障和神经炎症的通透性增强,关键蛋白的表达减少 脑内皮上的葡萄糖转运蛋白和紧密连接蛋白,以及认知受损。 初步数据表明,体内酒精/电子烟暴露的组合导致 增强的 AEB 通透性和放大的神经炎症/BBB 损害。我们发现 电子烟和酒精通过相同的机制(包括线粒体)损害 AEB 和 BBB 功能障碍、Ca2+ 积累和 ATP 细胞外释放,可能由以下因素介导 AEB/BBB 细胞成分中的嘌呤能受体 P2X7。使用创新的体外 3D AEB和BBB系统以及相关动物模型,我们检验了BBB和BBB的假设 电子烟/酒精暴露中的 AEB 损伤是通过 P2X7 受体介导的。在目标 1 中,我们将 通过以下方式筛选损伤程度(线粒体功能障碍、Ca2+ 增加和 ATP 释放) 各类电子烟与酒精结合对人脑、肺内皮和肺的影响 上皮细胞。然后,我们将使用创新的 3D 体外技术定义死亡机制 肺和脑微脉管系统的构建、功能测定、线粒体评估 支持 BBB 和 AEB 的关键分子的功能和表达。我们将调查 电子烟/酒精诱导的 BBB/AEB 中嘌呤能 P2X7 受体激活的贡献 功能障碍。第二个目标是研究长期饮酒和电子烟后的体内肺损伤 电子烟评估 AEB 渗透性、屏障支持分子的表达、炎症 反应(免疫组织化学、蛋白质/mRNA、支气管肺泡灌洗)。 P2X7淘汰赛 (KO) 动物将允许解剖该受体在肺功能障碍中的作用。第三个 目标将破译 BBB 功能、屏障介导表达的组合体内效应 分子和神经炎症。在 P2X7 KO 小鼠中进行的相同实验将 确定该途径在中枢神经系统损伤中的重要性。肺损伤和 BBB 标志物 将在血液中测量损伤并与终末器官病理学迹象相关。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
{{ 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 }}

Yuri Persidsky其他文献

Yuri Persidsky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('Yuri Persidsky', 18)}}的其他基金

The role of cannabinoids in the regulation of the blood brain barrier in the context of NeuroHIV and anti-retroviral therapy
大麻素在 NeuroHIV 和抗逆转录病毒治疗背景下调节血脑屏障的作用
  • 批准号:
    10536689
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 59.49万
  • 项目类别:
The role of cannabinoids in the regulation of the blood brain barrier in the context of NeuroHIV and anti-retroviral therapy
大麻素在 NeuroHIV 和抗逆转录病毒治疗背景下调节血脑屏障的作用
  • 批准号:
    10376762
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 59.49万
  • 项目类别:
Inflammation associated with HIV infection: role of receptor cross-talk
与 HIV 感染相关的炎症:受体串扰的作用
  • 批准号:
    10434706
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 59.49万
  • 项目类别:
Inflammation associated with HIV infection: role of receptor cross-talk
与 HIV 感染相关的炎症:受体串扰的作用
  • 批准号:
    10663176
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 59.49万
  • 项目类别:
Inflammation associated with HIV infection: role of receptor cross-talk
与 HIV 感染相关的炎症:受体串扰的作用
  • 批准号:
    10016292
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 59.49万
  • 项目类别:
Inflammation associated with HIV infection: role of receptor cross-talk
与 HIV 感染相关的炎症:受体串扰的作用
  • 批准号:
    10190879
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 59.49万
  • 项目类别:
Blood brain barrier injury in HIV infection complicated by diabetes: Mechanisms and protective strategies preventing cognitive impairment
HIV感染并发糖尿病的血脑屏障损伤:预防认知障碍的机制和保护策略
  • 批准号:
    10400911
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 59.49万
  • 项目类别:
Blood brain barrier injury in HIV infection complicated by diabetes: Mechanisms and protective strategies preventing cognitive impairment
HIV感染并发糖尿病的血脑屏障损伤:预防认知障碍的机制和保护策略
  • 批准号:
    10160956
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 59.49万
  • 项目类别:
Blood brain barrier injury in HIV infection complicated by diabetes: Mechanisms and protective strategies preventing cognitive impairment
HIV感染并发糖尿病的血脑屏障损伤:预防认知障碍的机制和保护策略
  • 批准号:
    9918455
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 59.49万
  • 项目类别:
HIV-induced neuroinflammation associated with opiod abuse and tobacco smoke
艾滋病毒引起的与阿片类药物滥用和吸烟相关的神经炎症
  • 批准号:
    9153336
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 59.49万
  • 项目类别:

相似国自然基金

基于“胞宫藏泻”理论探讨补肾养营活血方和HuMSCs调节ERS介导的细胞焦亡重塑粘连宫腔内膜容受态的研究
  • 批准号:
    82305302
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
人胎盘水凝胶类器官贴片重建子宫内膜对重度宫腔粘连的作用及机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
促细胞外囊泡分泌的绒毛膜纳米纤维仿生培养体系的构建及其在宫腔粘连修复中的应用研究
  • 批准号:
    32301204
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
负载羟基喜树碱的双层静电纺纳米纤维膜抑制肌腱粘连组织增生的作用和相关机制研究
  • 批准号:
    82302691
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
ROS清除型动态粘附水凝胶的制备及其在声带粘连防治中的作用与机制研究
  • 批准号:
    82301292
  • 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

Connecting transcriptional control to mechanisms of morphogenesis
将转录控制与形态发生机制联系起来
  • 批准号:
    10398905
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 59.49万
  • 项目类别:
NOVEL THERAPEUTICS TO TREAT NECROTIC TEETH: THE COMBINATORIAL EFFECT OF A 3D DRUG DELIVERY SYSTEM AND SPATIALLY DESIGNED STEM CELL NICHES
治疗坏死牙齿的新型疗法:3D 药物输送系统和空间设计的干细胞生态位的组合效应
  • 批准号:
    10231139
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 59.49万
  • 项目类别:
NOVEL THERAPEUTICS TO TREAT NECROTIC TEETH: THE COMBINATORIAL EFFECT OF A 3D DRUG DELIVERY SYSTEM AND SPATIALLY DESIGNED STEM CELL NICHES
治疗坏死牙齿的新型疗法:3D 药物输送系统和空间设计的干细胞生态位的组合效应
  • 批准号:
    9982298
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 59.49万
  • 项目类别:
NOVEL THERAPEUTICS TO TREAT NECROTIC TEETH: THE COMBINATORIAL EFFECT OF A 3D DRUG DELIVERY SYSTEM AND SPATIALLY DESIGNED STEM CELL NICHES
治疗坏死牙齿的新型疗法:3D 药物输送系统和空间设计的干细胞生态位的组合效应
  • 批准号:
    9755401
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 59.49万
  • 项目类别:
Impact of Genetic Manipulation of PKD1 on Renal Development and Cystic Disease
PKD1 基因操作对肾脏发育和囊性疾病的影响
  • 批准号:
    7499417
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 59.49万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了