Modulation neuroinflammation through interference of cooperative microRNA-RNA-binding protein interactions

通过干扰 microRNA-RNA 结合蛋白相互作用来调节神经炎症

基本信息

  • 批准号:
    9300853
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 16.75万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2016-06-17 至 2018-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The importance of Th17 cells, and their potent inflammatory cytokines (IL-17A and GM-CSF), in multiple sclerosis (MS) and other autoimmune diseases is established. In animal MS models, Th17 cells are recruited and localized to the CNS through 2 integrin LFA-1-dependent adhesion and transendothelial migration. Although transcriptional regulation of the IL-17A and GM-CSF genes has been well characterized, the mRNAs encoding these cytokines are highly labile and must be dynamically regulated to allow significant gene expression. We have demonstrated that T cell adhesion through 2 integrin engagement results in marked stabilization of mRNAs encoding TNF- and IFN-, through modulation and nuclear-to-cytosolic translocation of the RNA-binding protein (RBP) HuR. Our preliminary data support an equally remarkable extension of the IL-17A and GM-CSF transcript half-lives through an LFA-stimulated, HuR-dependent mechanism. When attempting to characterize potential competitive microRNA (miRNA)- HuR interactions on the IL-17A 3'- untranslated region (3'-UTR), we unexpectedly detected a cooperative, interdependent RNA- stabilizing interaction between miR-466l-3p and HuR. We mapped the miR-466l-3p target site within the IL-17A 3'-UTR. An oligonucleotide preventing this interaction (target site blocker [TSB]) inhibits LFA-1-induced, HuR- dependent IL-17A mRNA stabilization, and enhanced IL-17A production, in a cytokine-specific manner. We intend to define the same for GM-CSF, as its mRNA's 3'-UTR contains a highly conserved AU-rich element which includes 4 potential miR-466l-3p target sites. Our previously published and new data, and the pathogenic importance of IL-17A and GM-CSF in neuroinflammation, have led to our hypothesis, that leukocyte integrin engagement promotes Th17 cell IL-17A and GM-CSF expression via enhanced cooperative binding of HuR and miR-466l-3p to their 3'-UTRs, and that this potent pro-inflammatory switch is amenable to novel therapeutic targeting. Specific proposals now are to: (1) map the miR-466l-3p target site in the GM-CSF 3'-UTR, and generate an effective, specific TSB, using complementary molecular approaches including (a) MS2-TRAP 3'-UTR/miRNA pulldowns, and (b) pBBB  globin RNA reporter stability assays; and (2) determine the impact of selectively blocking miR-466l-3p's interaction with the IL-17A and GM- CSF transcripts on immunopathology in a chronic, myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG)-specific 2D2 transgenic EAE model, and a relapsing, remitting, proteolipid protein peptide (PLP)-immunized EAE model, evaluating EAE clinical scores, as well as CNS IL-17A and GM-CSF mRNA and protein levels. The novelty of this newly described cooperative miRNA-RBP interaction, and our ability to test inhibitors directed at this cooperativity in neuroinflammation disease models, makes this both a molecular and a highly translational exploratory R21 project. We hope this work directs more extensive efforts in posttranscriptional regulation of pathogenic cytokine expression, and defines a novel therapeutic targeting opportunity.
Th17 细胞及其强效炎症细胞因子(IL-17A 和 GM-CSF)在多种疾病中的重要性 在动物 MS 模型中建立了 Th17 细胞。 并通过 2 整合素 LFA-1 依赖性粘附和跨内皮迁移定位于 CNS。 尽管 IL-17A 和 GM-CSF 基因的转录调控已得到很好的表征,但 mRNA 编码这些细胞因子的基因高度不稳定,必须动态调节以允许重要的基因 我们已经证明,T 细胞通过 2 整合素接合产生显着的粘附作用。 通过调节和核到胞质易位稳定编码 TNF-α 和 IFN-α 的 mRNA 我们的初步数据支持了 RNA 结合蛋白 (RBP) HuR 的同样显着的扩展。 IL-17A 和 GM-CSF 转录物半衰期通过 LFA 刺激、HuR 依赖性机制实现。 尝试表征 IL-17A 3'- 上潜在的竞争性 microRNA (miRNA)-HuR 相互作用 在非翻译区(3'-UTR)中,我们意外地发现了一个合作的、相互依赖的 RNA 稳定作用 我们将 miR-466l-3p 与 HuR 之间的相互作用映射到 IL-17A 3'-UTR 内。 阻止这种相互作用的寡核苷酸(靶点阻断剂 [TSB])可抑制 LFA-1 诱导的 HuR- 我们以细胞因子特异性的方式依赖 IL-17A mRNA 稳定,并增强 IL-17A 的产生。 打算对 GM-CSF 进行相同的定义,因为其 mRNA 的 3'-UTR 包含高度保守的富含 AU 的元件 其中包括 4 个潜在的 miR-466l-3p 靶位点,以及我们之前发布的新数据。 IL-17A 和 GM-CSF 在神经炎症中的致病重要性导致了我们的假设: 白细胞整合素结合促进 Th17 细胞 IL-17A 和 GM-CSF 表达 HuR 和 miR-466l-3p 与其 3'-UTR 协同结合,并且这种有效的促炎作用 开关适合新的治疗靶向。现在的具体建议是:(1)绘制 miR-466l-3p 的图谱。 GM-CSF 3'-UTR 中的靶位点,并使用互补分子生成有效的、特异性的 TSB 方法包括 (a) MS2-TRAP 3'-UTR/miRNA Pulldowns 和 (b) pBBB  珠蛋白 RNA 报告稳定性 (2) 确定选择性阻断 miR-466l-3p 与 IL-17A 和 GM- 相互作用的影响 CSF 转录物对慢性髓磷脂少突胶质细胞糖蛋白 (MOG) 特异性 2D2 免疫病理学的影响 转基因EAE模型,以及复发缓解型蛋白脂蛋白肽(PLP)免疫EAE模型, 评估 EAE 临床评分,以及 CNS IL-17A 和 GM-CSF mRNA 和蛋白水平的新颖性。 这种新描述的 miRNA-RBP 协同相互作用,以及我们测试针对此的抑制剂的能力 在神经炎症疾病模型中的合作,使其成为一种分子和高度转化的方法 我们希望这项工作能够在转录后调控方面发挥更广泛的作用。 致病性细胞因子的表达,并定义了一种新的治疗靶向机会。

项目成果

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