Effects of systemic disease on corneal epithelial pathophysiology

全身性疾病对角膜上皮病理生理学的影响

基本信息

  • 批准号:
    9973660
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 49.3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2015-09-01 至 2024-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY Corneal complications from diabetes are common, often very painful, can negatively impact quality of life, and lead to permanent visual impairment. Owing to the vast array of molecular pathways that are altered in the diabetic cornea, traditional therapies are often not sufficient, due to abnormal cellular responses and the loss of trophic support from corneal nerves. Our prior studies have shown that the insulin-like growth factor (IGF) system is altered in diabetes. This includes a significant increase in the pleiotropic secretory protein, IGF-binding protein-3 (IGFBP-3) in diabetic human tears that correlates with loss of the corneal subbasal nerve plexus. While corneal epithelial cells do not require insulin for glucose uptake, our laboratory has found instead that insulin has an essential role in mediating expression of the IGF type 1 receptor (IGF-1R), insulin receptor (INSR), and IGFBP-3. Further interrogation of these pathways led to the generation of novel and exciting findings in corneal epithelial cells (CECs) that form the basis for the current proposal. Of high relevance to this proposal, all of our findings implicate the IGF-1 system as a mediator of mitochondrial function and stability. This is clinically significant since mitochondrial damage is a major underlying cause of disease morbidity in diabetes and other systemic diseases. Based on these findings, we propose to test two central hypotheses: (1) that insulin and IGFBP-3 regulate mitochondrial quality control and stability by coordinating mitochondrial-nuclear crosstalk in response to stress; and, (2) that interactions between the voltage dependent anion channel VDAC1, IGF-1R, and INSR mediate mitochondrial biogenesis and stability. We will test these hypotheses in the following aims. Aim 1. Compare the effects of IGF-related ligands, receptors, and IGFBP-3 on signaling, proliferation, and metabolism in normoglycemic versus hyperglycemic CEC culture in vitro and the diabetic mouse corneal epithelium in vivo. Aim 2: Compare the effects of IGF-related ligands, receptors, and IGFBP-3 on mitochondrial biogenesis, stability through interactions with VDAC1, and dynamics (fission/fusion) in CECs in vitro and the diabetic mouse corneal epithelium in vivo. Aim 3: Compare the effects of IGF-related ligands, receptors, and IGFBP-3 on mitophagy and apoptosis in CECs in vitro and the diabetic mouse corneal epithelium in vivo. Mitochondria are well known to regulate signals that drive energy production and cell survival, and their dysfunction has been implicated in a wide range of diseases. These studies will provide the first comprehensive picture detailing the role of the IGF family in mediating mitochondrial stability and function in the healthy cornea and in the pathobiology of disease. The outcomes could represent a major paradigm shift in our understanding and future treatment of the diabetic corneal epithelium and other corneal diseases and dystrophies where mitochondrial function is altered.
项目概要 糖尿病引起的角膜并发症很常见,通常非常痛苦,会对生活质量产生负面影响,并且 导致永久性视力障碍。由于大量的分子途径发生了改变 对于糖尿病性角膜,由于异常的细胞反应和角膜的丧失,传统疗法往往是不够的。 来自角膜神经的营养支持。 我们之前的研究表明,胰岛素样生长因子(IGF)系统在糖尿病中发生了改变。这 包括糖尿病患者中多效性分泌蛋白 IGF 结合蛋白 3 (IGFBP-3) 的显着增加 人类的眼泪与角膜基底下神经丛的丧失有关。虽然角膜上皮细胞不 需要胰岛素来摄取葡萄糖,我们的实验室发现胰岛素在 介导 IGF 1 型受体 (IGF-1R)、胰岛素受体 (INSR) 和 IGFBP-3 的表达。更远 对这些途径的研究导致了角膜上皮细胞中新颖且令人兴奋的发现的产生 (CEC)构成当前提案的基础。我们所有的发现都与该提案高度相关 表明 IGF-1 系统是线粒体功能和稳定性的调节剂。这具有临床意义 因为线粒体损伤是糖尿病和其他疾病发病的一个主要根本原因 全身性疾病。 基于这些发现,我们建议检验两个中心假设:(1) 胰岛素和 IGFBP-3 调节 通过协调线粒体-核串扰响应来控制线粒体质量和稳定性 强调; (2) 电压依赖性阴离子通道 VDAC1、IGF-1R 和 INSR 介导线粒体生物发生和稳定性。我们将在以下目标中测试这些假设。 目标 1. 比较 IGF 相关配体、受体和 IGFBP-3 对信号传导、增殖和生长的影响 正常血糖与高血糖 CEC 体外培养物和糖尿病小鼠角膜的代谢 体内的上皮细胞。目标 2:比较 IGF 相关配体、受体和 IGFBP-3 对线粒体的影响 体外 CEC 的生物发生、通过与 VDAC1 相互作用的稳定性以及动力学(裂变/融合) 糖尿病小鼠角膜上皮体内。目标 3:比较 IGF 相关配体、受体和 IGF 的作用 IGFBP-3 对体外 CEC 和体内糖尿病小鼠角膜上皮细胞线粒体自噬和细胞凋亡的影响。 众所周知,线粒体可以调节驱动能量产生和细胞存活的信号,其 功能障碍与多种疾病有关。这些研究将提供第一个 全面详细介绍了 IGF 家族在介导线粒体稳定性和功能中的作用 健康角膜和疾病的病理学。结果可能代表着重大的范式转变 在我们对糖尿病角膜上皮和其他角膜的理解和未来治疗中 线粒体功能改变的疾病和营养不良。

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 }}

DANIELLE M. ROBERTSON其他文献

DANIELLE M. ROBERTSON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('DANIELLE M. ROBERTSON', 18)}}的其他基金

The role of the intestinal microbiota in ocular surface health
肠道微生物群在眼表健康中的作用
  • 批准号:
    10362438
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 49.3万
  • 项目类别:
The role of the intestinal microbiota in ocular surface health
肠道微生物群在眼表健康中的作用
  • 批准号:
    10532228
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 49.3万
  • 项目类别:
Cell Culture and Cell Phenotyping
细胞培养和细胞表型分析
  • 批准号:
    10438809
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 49.3万
  • 项目类别:
The role of exosomes in Pseudomonas Aeruginosa Corneal Infection
外泌体在铜绿假单胞菌角膜感染中的作用
  • 批准号:
    10166851
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 49.3万
  • 项目类别:
Cell Culture and Cell Phenotyping
细胞培养和细胞表型分析
  • 批准号:
    10657395
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 49.3万
  • 项目类别:
Cell Culture and Cell Phenotyping
细胞培养和细胞表型分析
  • 批准号:
    10216270
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 49.3万
  • 项目类别:
The role of exosomes in Pseudomonas Aeruginosa Corneal Infection
外泌体在铜绿假单胞菌角膜感染中的作用
  • 批准号:
    10418656
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 49.3万
  • 项目类别:
Effects of systemic disease on corneal epithelial pathophysiology
全身性疾病对角膜上皮病理生理学的影响
  • 批准号:
    9057553
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 49.3万
  • 项目类别:
Effects of systemic disease on corneal epithelial pathophysiology
全身性疾病对角膜上皮病理生理学的影响
  • 批准号:
    10676145
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 49.3万
  • 项目类别:
Effects of systemic disease on corneal epithelial pathophysiology
全身性疾病对角膜上皮病理生理学的影响
  • 批准号:
    10468242
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 49.3万
  • 项目类别:

相似国自然基金

内质网应激通过m6A甲基化调控牛卵巢颗粒细胞坏死性凋亡机制研究
  • 批准号:
    32372887
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
肿瘤特异性转录本MARCO-TST通过调控AIF核转位抑制细胞凋亡介导HER2阳性乳腺癌治疗耐药的机制研究
  • 批准号:
    82303808
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
脑微血管内皮细胞来源外泌体YY1靶向MARK4激活Hippo信号通路促进神经元凋亡导致缺血性脑卒中神经损伤的机制研究
  • 批准号:
    82301496
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
PCN/HA光催化促进凋亡成纤维细胞胞葬清除在祛除颌面增生性瘢痕中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82301052
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
负压诱导下自体外周血单核细胞来源的凋亡囊泡对颞下颌关节骨关节炎的临床治疗研究
  • 批准号:
    82370985
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    70 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Mitochondrial iron export therapy for doxorubicin-induced cardiotoxicity
线粒体铁输出疗法治疗阿霉素诱导的心脏毒性
  • 批准号:
    10561788
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 49.3万
  • 项目类别:
The functional role of DDX41 in myelodysplastic syndromes
DDX41 在骨髓增生异常综合征中的功能作用
  • 批准号:
    10750070
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 49.3万
  • 项目类别:
Targeted Mitochondrial Delivery Systems for Vascular Interventions
用于血管干预的靶向线粒体输送系统
  • 批准号:
    10905155
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 49.3万
  • 项目类别:
TGF-beta signaling in mitochondrial dynamics
线粒体动力学中的 TGF-β 信号传导
  • 批准号:
    10550422
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 49.3万
  • 项目类别:
Investigating and targeting the translational landscape of DBA
调查并瞄准 DBA 的转化前景
  • 批准号:
    10867969
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 49.3万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了