Ferroptosis as a Death Mechanism in Lung Injury - Project 2

铁死亡作为肺损伤的死亡机制 - 项目 2

基本信息

  • 批准号:
    10631057
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 36.75万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2014-01-03 至 2025-04-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

In ARDS, bacterial pathogens damage host cells, activate innate immune responses, and create a pro-oxidant environment leading to cell death via one of the death programs. This Project will focus on a recently described death program, ferroptosis, realized via Fe-dependent activation of lipid peroxidation under conditions of deficiency of glutathione peroxidase 4 (GPX4), a seleno-enzyme uniquely capable of reducing phospholipid hydroperoxides. We identified 15-hydroperoxy-arachidonoyl-phosphatidylethanolamines (15-HOO-AA-PE) as specific lipid biomarkers of ferroptosis. We also discovered that complexes of 15-lipoxygenase (15LOX) with a scaffold protein, PEBP1, play the major role in generating 15-HOO-AA-PE signals. We divulged ferroptosis as a death program of the human pulmonary epithelium. Ferroptosis occurs in alternatively activated macrophages with low levels of NO•/iNOS, thus causing immuno-suppression. Unexpectedly, we discovered that a common Gram-negative pathogen, P. aeruginosa – that does not contain polyunsaturated phospholipid oxidation substrates– expresses 15LOX (pLoxA) which oxidizes host polyunsaturated PE, generates 15-HOO-AA-PE and causes ferroptosis in epithelial cells and macrophages independently of the endogenous host 15-LOX. Ferroptosis-inducing pLoxA was detected in clinical P. aeruginosa isolates from ARDS patients. 15-HOO-AA- PE were identified in the lung samples from severely immuno-compromised patients with ARDS. Thus, we postulate the existence of a vicious cycle whereby inflammation/oxidative stress driven ferroptosis supported by endogenous 15-LOX acts as the major contributor to immunosuppression that sets the stage for the secondary P. aeruginosa infection of immune-impaired lung and further enhancement of ferroptosis by exogenous bacterial pLoxA. We propose to design and use selective small molecule pLoxA inhibitors, which will act as anti-ferroptotic agents thus representing new classes of pulmonary protectors. Aim 1 will reveal and decipher pathogenic mechanisms through which reactions of phospholipid peroxidation catalyzed by isoforms of endogenous mammalian 15-LOX or exogenous bacterial pLoxA – in conditions of GPX4/GSH deficiency – lead to accumulation of hydroperoxy-phospholipids in murine lung epithelial cells (MLE) and alveolar macrophages and establish molecular identity and ferroptotic properties of these products. By using redox lipidomics we will identify and quantify 15-HOO-AA-PE biomarkers of ferroptosis in vivo using a two-hit model of immunosuppression. We will also employ iNOS KO animals exposed to P. aeruginosa to reveal the role of NO• as a regulator of pLoxA-driven AA-PE oxidation and ferroptotic death in the mouse lung vivo. In Aim 2, we will design and develop selective inhibitors of pLoxA regulating P. aeruginosa-driven ferroptosis in epithelia and macrophages as a new class of small-molecule cytoprotective agents preventing breach of the barrier and immunosuppression.
在 ARDS 中,细菌病原体会损害宿主细胞,激活先天免疫反应,并产生促氧化剂 通过其中一个死亡程序导致细胞死亡的环境该项目将重点关注最近描述的一种。 死亡程序,铁死亡,通过在以下条件下依赖铁的脂质过氧化激活来实现 谷胱甘肽过氧化物酶 4 (GPX4) 缺乏,这是一种独特的能够还原磷脂的硒酶 我们将 15-氢过氧-花生四烯酰-磷脂酰乙醇胺 (15-HOO-AA-PE) 鉴定为 我们还发现 15-脂氧合酶 (15LOX) 与铁死亡的特异性脂质生物标志物。 蛋白质支架 PEBP1 在产生 15-HOO-AA-PE 信号中起主要作用,我们将铁死亡称为铁死亡。 人类肺上皮的死亡程序发生在交替激活的巨噬细胞中。 出乎意料的是,我们发现了一个常见的现象。 革兰氏阴性病原体,铜绿假单胞菌 – 不含多不饱和磷脂氧化 底物 - 表达 15LOX (pLoxA),氧化宿主多不饱和 PE,生成 15-HOO-AA-PE 和 独立于内源性宿主 15-LOX 导致上皮细胞和巨噬细胞铁死亡。 在 ARDS 患者的临床铜绿假单胞菌中检测到诱导铁死亡的 pLoxA。 在严重免疫功能低下的 ARDS 患者的肺部样本中发现了 PE。 假设存在恶性循环,从而支持炎症/氧化应激驱动的铁死亡 内源性 15-LOX 是免疫抑制的主要贡献者,为免疫抑制奠定了基础 免疫受损肺的继发性铜绿假单胞菌感染和铁死亡的进一步增强 我们建议设计和使用选择性小分子 pLoxA 抑制剂。 将作为抗铁焦亡剂,从而代表新类别的肺保护剂,目标 1 将揭示和 破译异构体催化磷脂过氧化反应的致病机制 内源性哺乳动物 15-LOX 或外源性细菌 pLoxA – 在 GPX4/GSH 缺乏的条件下 – 导致鼠肺上皮细胞(MLE)和肺泡中氢过氧磷脂的积累 巨噬细胞并通过使用氧化还原建立这些产品的分子特性和铁死亡特性。 在脂质组学中,我们将使用两次命中模型来识别和量化体内铁死亡的 15-HOO-AA-PE 生物标志物 我们还将使用暴露于铜绿假单胞菌的 iNOS KO 动物来揭示免疫抑制的作用。 NO• 作为 pLoxA 驱动的 AA-PE 氧化和小鼠肺体内铁死亡的调节剂 在目标 2 中,我们。 将设计和开发 pLoxA 的选择性抑制剂,调节上皮细胞中铜绿假单胞菌驱动的铁死亡 巨噬细胞作为一类新型小分子细胞保护剂,可防止突破屏障 免疫抑制。

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 }}

Valerian E Kagan其他文献

Bioactive Oxylipins in Infants and Children With Congenital Heart Disease Undergoing Pediatric Cardiopulmonary Bypass
患有先天性心脏病并接受小儿心肺搭桥术的婴儿和儿童中的生物活性氧脂
  • DOI:
    10.1097/pcc.0000000000002036
  • 发表时间:
    2020-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Nahmah Kim;Catherine Gretchen;Vladimir B. Ritov;P. Kochanek;G. Balasubramani;Elizabeth M. Kenny;Mahesh Sharma;M. Viegas;Clifton Callaway;Valerian E Kagan;H. Bayır
  • 通讯作者:
    H. Bayır
Antioxidant paradoxes of phenolic compounds: peroxyl radical scavenger and lipid antioxidant, etoposide (VP-16), inhibits sarcoplasmic reticulum Ca(2+)-ATPase via thiol oxidation by its phenoxyl radical.
酚类化合物的抗氧化悖论:过氧自由基清除剂和脂质抗氧化剂依托泊苷 (VP-16),通过其苯氧基自由基的硫醇氧化来抑制肌浆网 Ca(2 )-ATP 酶。
  • DOI:
  • 发表时间:
    1995
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    V. Ritov;Radoslav Goldman;D. Stoyanovsky;Elizabeth V. Menshikova;Valerian E Kagan
  • 通讯作者:
    Valerian E Kagan
Role of coenzyme Q and superoxide in vitamin E cycling.
辅酶 Q 和超氧化物在维生素 E 循环中的作用。
  • DOI:
    10.1007/978-1-4899-1789-8_20
  • 发表时间:
    1998
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Valerian E Kagan;Y. Tyurina;Y. Tyurina;Eric Witt
  • 通讯作者:
    Eric Witt
Redistribution of phosphatidylethanolamine and phosphatidylserine precedes reperfusion-induced apoptosis
磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸的重新分布先于再灌注诱导的细胞凋亡
  • DOI:
  • 发表时间:
    1997-09-14
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    N. Maulik;Valerian E Kagan;V. Tyurin;D. K. Das
  • 通讯作者:
    D. K. Das
Binding of fatty acids facilitates oxidation of cysteine-34 and converts copper-albumin complexes from antioxidants to prooxidants.
脂肪酸的结合促进了半胱氨酸 34 的氧化,并将铜-白蛋白复合物从抗氧化剂转化为促氧化剂。
  • DOI:
    10.1016/s0003-9861(03)00091-2
  • 发表时间:
    2003-05-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Y. Gryzunov;A. Arroyo;Jean;Qing Zhao;V. Tyurin;Carl A. Hubel;R. G;ley;ley;Yury A. Vladimirov;Robert N. Taylor;Valerian E Kagan
  • 通讯作者:
    Valerian E Kagan

Valerian E Kagan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('Valerian E Kagan', 18)}}的其他基金

Therapeutic targeting MDSC-mediated immune suppression in cancer
针对癌症中 MDSC 介导的免疫抑制的治疗
  • 批准号:
    10540357
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 36.75万
  • 项目类别:
Therapeutic targeting MDSC-mediated immune suppression in cancer
针对癌症中 MDSC 介导的免疫抑制的治疗
  • 批准号:
    10340589
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 36.75万
  • 项目类别:
Protein-Oxidized Phospholipid Interactions Determine Epithelial Cell Fate and Asthma Control
蛋白氧化磷脂相互作用决定上皮细胞命运和哮喘控制
  • 批准号:
    10593942
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 36.75万
  • 项目类别:
Selective Inhibitors of Pro-Ferroptotic Lipoxygenases - Next Generation Radiomitigators
促铁死亡脂氧合酶的选择性抑制剂 - 下一代放射减缓剂
  • 批准号:
    10176413
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 36.75万
  • 项目类别:
Selective Inhibitors of Pro-Ferroptotic Lipoxygenases - Next Generation Radiomitigators
促铁死亡脂氧合酶的选择性抑制剂 - 下一代放射减缓剂
  • 批准号:
    10408142
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 36.75万
  • 项目类别:
Protein-Oxidized Phospholipid Interactions Determine Epithelial Cell Fate and Asthma Control
蛋白氧化磷脂相互作用决定上皮细胞命运和哮喘控制
  • 批准号:
    10375454
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 36.75万
  • 项目类别:
Protein-Oxidized Phospholipid Interactions Determine Epithelial Cell Fate and Asthma Control
蛋白氧化磷脂相互作用决定上皮细胞命运和哮喘控制
  • 批准号:
    10593942
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 36.75万
  • 项目类别:
The molecular basis of cardiolipin-protein interactions implicated in intrinsic apoptosis
心磷脂-蛋白质相互作用的分子基础涉及内在细胞凋亡
  • 批准号:
    9342976
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 36.75万
  • 项目类别:
NANOTOX 2014, 7th International Nanotoxicology Congress
NANOTOX 2014,第七届国际纳米毒理学大会
  • 批准号:
    8718354
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 36.75万
  • 项目类别:
Intra- and extra-cellular signaling by Cardiolipin in Lung injury
肺损伤中心磷脂的细胞内和细胞外信号传导
  • 批准号:
    8643330
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 36.75万
  • 项目类别:

相似国自然基金

circRNA-Hace1通过调控RNA结合蛋白G3BP2对甲型流感病毒致急性呼吸窘迫综合征肺损伤的保护作用及机制研究
  • 批准号:
    82000023
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
IL-33/ST2通路调控树突状细胞诱导Th17细胞分化参与ARDS时肺部炎症反应的机制研究
  • 批准号:
    81900079
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
阿魏酸、槲皮素、甘草酸组合物拮抗禽流感病毒H5N1血凝素蛋白介导急性肺损伤的药理学作用及机制研究
  • 批准号:
    81902019
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
CK1α-PTEN信号轴在ARDS相关肺纤维化的关键作用研究
  • 批准号:
    81870069
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    56.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
脂肪组织源循环外泌体通过miR221/ETS1调控肺微血管内皮细胞屏障稳态在ARDS肥胖悖论中的作用及机制研究
  • 批准号:
    81800083
  • 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

相似海外基金

Molecular regulation of immunoproteasome assembly in inflammatory diseases
炎症性疾病中免疫蛋白酶体组装的分子调控
  • 批准号:
    10637422
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 36.75万
  • 项目类别:
Cell Isolation and Organ Function Core
细胞分离和器官功能核心
  • 批准号:
    10630737
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 36.75万
  • 项目类别:
Probing immunovascular mechanobiology in pneumonia-associated acute lung injury at the single capillary level
在单毛细血管水平探讨肺炎相关急性肺损伤的免疫血管力学生物学
  • 批准号:
    10679944
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 36.75万
  • 项目类别:
Early detection and identification of ventilator associated pneumonia
呼吸机相关性肺炎的早期发现和识别
  • 批准号:
    10663534
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 36.75万
  • 项目类别:
Lung epithelial cell-derived C3 in acute lung injury
肺上皮细胞衍生的 C3 在急性肺损伤中的作用
  • 批准号:
    10720687
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 36.75万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了