Role of the Lysosome in the Pathogenesis and Therapy of LAM
溶酶体在 LAM 发病机制和治疗中的作用
基本信息
- 批准号:10633178
- 负责人:
- 金额:$ 43.95万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2020
- 资助国家:美国
- 起止时间:2020-07-15 至 2025-06-30
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AddressAdultAffectAllelesBiogenesisBiological AssayCalcium ChannelCause of DeathCell NucleusCellsCessation of lifeClinicalDataDependenceDiffuseEnzymesEstrogen Receptor alphaEstrogensExocytosisExtracellular MatrixExtracellular SpaceFDA approvedFRAP1 geneFemaleGene ExpressionGene MutationGenetic TranscriptionHumanImmunoprecipitationIn VitroIntravenousInvadedKnowledgeLeadLungLung diseasesLymphangioleiomyomatosisLysosomesMediatingMembraneMetabolismNPC1 geneNoduleOrganellesOxygenPathogenesisPathologicPathway interactionsPatientsPreventionProliferatingProteinsRoleSignal TransductionSmooth MuscleStructure of parenchyma of lungTSC1 geneTSC1/2 geneTSC2 geneTestingTherapeuticTranslationsTuberous SclerosisWomanalveolar destructioncathepsin Kcell growthcell typecollagenasehigh throughput screeningin vivoinhibitorlung colonizationlysosomal proteinsmouse modelpre-clinicalpreventprotein complexprotein expressionsmall moleculetherapeutic targettranscription factor
项目摘要
Abstract
Lymphangioleiomyomatosis (LAM) is a progressive, destructive lung disease of women that can lead to oxygen
dependency and death. LAM cells contain bi-allelic inactivating TSC2 gene mutations. The reasons for the
female predominance of LAM and the mechanisms underlying cystic lung destruction are not well understood,
representing key knowledge gaps that will be addressed in this proposal.
The TSC1/TSC2 protein complex inhibits mTORC1. Multiple components of the TSC signaling network can
localize to the lysosomal membrane, including mTOR, Rheb, TSC1, and TSC2. Lysosomes are highly dynamic
organelles with both degradation and signaling functions, thus participating in many cellular pathways.
TFEB is a “master regulator” of lysosomal biogenesis and lysosomal exocytosis. We have found that TFEB is
markedly elevated in the nucleus of TSC2-deficient cells and in human LAM cells. Lysosomal number is also
increased in TSC2-deficient cells, and LAM cells have a striking increase in lysosomal proteins including NPC1.
Lysosomal enzymes are released from the lysosomes through lysosomal exocytosis, which degrade extracellular
matrix, and could be a cause of lung destruction in LAM. We have also discovered that estrogen strongly
increases lysosomal gene expression in LAM patient-derived cells.
Our central hypothesis is that elevated TFEB in LAM cells leads to increased lysosomal content and the release
of lysosomal enzymes into the extracellular space, leading to lung destruction. We further hypothesize that these
effects are enhanced by estrogen. A key translational corollary is that TFEB and/or lysosomal proteins are
potential therapeutic targets for LAM. Our hypotheses will be tested in four Aims:
Aim 1. To determine how TFEB impacts lysosomal exocytosis and the invasive potential of TSC2-deficient cells.
Aim 2. To determine the mechanism through which estrogen affects lysosomal content and lysosomal exocytosis
in TSC and LAM.
Aim 3. To identify small molecules that inhibit the activity of TFEB in TSC and LAM.
Aim 4. To determine how inhibition of TFEB and/or inhibition of lysosomal exocytosis impact lung destruction in
a mouse model of LAM.
We expect this project to have scientific and preclinical impact by elucidating the mechanisms through which
LAM cells induce lung destruction and the reasons for the striking female predominance of LAM.
抽象的
淋巴管平滑肌瘤病 (LAM) 是一种进行性、破坏性的女性肺部疾病,可导致缺氧
LAM 细胞含有双等位基因失活 TSC2 基因突变。
LAM 的女性优势以及囊性肺破坏的机制尚不清楚,
代表本提案将解决的关键知识差距。
TSC1/TSC2 蛋白复合物可抑制 TSC 信号网络的多个成分。
定位于溶酶体膜,包括 mTOR、Rheb、TSC1 和 TSC2 具有高度动态性。
具有降解和信号传导功能的细胞器,从而参与许多细胞途径。
TFEB 是溶酶体生物合成和溶酶体胞吐作用的“主调节器”。
TSC2 缺陷细胞的细胞核和人类 LAM 细胞中的数量也显着升高。
TSC2 缺陷细胞中的溶酶体蛋白显着增加,而 LAM 细胞中包括 NPC1 在内的溶酶体蛋白显着增加。
溶酶体酶通过溶酶体胞吐作用从溶酶体释放,降解细胞外物质
基质,并且可能是 LAM 中肺部破坏的原因。我们还发现雌激素强烈。
增加 LAM 患者来源细胞中溶酶体基因的表达。
我们的中心假设是 LAM 细胞中 TFEB 升高导致溶酶体含量增加和释放
溶酶体酶进入细胞外空间,导致肺部破坏。
雌激素增强作用的一个关键翻译推论是 TFEB 和/或溶酶体蛋白是
LAM 的潜在治疗靶点将在四个目标中得到检验:
目标 1. 确定 TFEB 如何影响溶酶体胞吐作用和 TSC2 缺陷细胞的侵袭潜力。
目标 2. 确定雌激素影响溶酶体含量和溶酶体胞吐作用的机制
在 TSC 和 LAM 中。
目标 3. 鉴定抑制 TSC 和 LAM 中 TFEB 活性的小分子。
目标 4. 确定抑制 TFEB 和/或抑制溶酶体胞吐作用如何影响肺损伤
LAM 小鼠模型。
我们期望该项目通过阐明其机制来产生科学和临床前影响
LAM 细胞引起肺损伤以及 LAM 女性占主导地位的原因。
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)
TFEB drives mTORC1 hyperactivation and kidney disease in Tuberous Sclerosis Complex.
TFEB 会导致结节性硬化症中 mTORC1 过度激活和肾脏疾病。
- DOI:
- 发表时间:2024-01-09
- 期刊:
- 影响因子:16.6
- 作者:Alesi, Nicola;Khabibullin, Damir;Rosenthal, Dean M;Akl, Elie W;Cory, Pieter M;Alchoueiry, Michel;Salem, Samer;Daou, Melissa;Gibbons, William F;Chen, Jennifer A;Zhang, Long;Filippakis, Harilaos;Graciotti, Laura;Miceli, Caterina;Monfregola, Jl
- 通讯作者:Monfregola, Jl
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