IL-27-mediated immunoregulation in HSV-1-induced stromal keratitis
HSV-1 诱导的基质性角膜炎中 IL-27 介导的免疫调节
基本信息
- 批准号:10737119
- 负责人:
- 金额:$ 39.59万
- 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:2023-09-30 至 2028-04-30
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:Adrenal Cortex HormonesAffectAnti-Inflammatory AgentsAntiviral AgentsAntiviral ResponseAttenuatedBlindnessChronicCitratesCitric Acid CycleClinicalComplementCorneaCyclic GMPDataDendritic CellsDown-RegulationEnzymesEye InfectionsGATA1 geneGenesGlycolysisHerpes stromal keratitisHerpesvirus 1Herpetic KeratitisISG15 geneImmuneImmune EvasionImmune responseImmunityImmunosuppressionImmunotherapyImpairmentInfectionInflammationInflammatoryInflammatory ResponseInjuryInterferon Type IInterferon alphaInterferon-betaInterferonsKeratitisKnock-outKnockout MiceKnowledgeMacrophageMediatingMetabolicMetabolismMitochondriaMolecularMulti-Drug ResistanceMusOutcome StudyPainPathogenesisPathway interactionsPatientsPhagolysosomePilot ProjectsPlayPredispositionProductionRecurrenceRegulationResistanceRiskRoleSeveritiesStimulator of Interferon GenesTestingTreatment EfficacyTricarboxylic AcidsUnited StatesViralVirusVirus DiseasesVirus ReplicationVisionVisual impairmentantiviral immunitycytokineds-DNAimmune cell infiltrateimmunoregulationinhibitorinterestmetabolic phenotypemouse modelnovelnovel therapeuticsnuclear factor-erythroid 2pathogenpharmacologicprimary outcomeprogramsreceptorresponseside effect
项目摘要
Project Summary
Among ocular infections, recurrent herpes simplex virus-1 (HSV-1) infection causes immune cell infiltration
and opacity in the cornea and triggers a severe immuno-inflammatory condition called herpetic stromal
keratitis (HSK). HSK is a painful condition and one of the leading causes of infectious blindness in the United
States and worldwide. Current HSK treatments, such as anti-virals combined with corticosteroids, are partially
effective, and prolonged use causes severe local and systemic side effects. Further, the emergence of multi-
drug-resistant HSV-1 strains in HSK patients is a major clinical challenge. Therefore, there is an unmet clinical
need to develop safe and effective immunotherapies to treat HSK. The selective induction of a potent anti-
viral state with minimal activation of inflammatory immune responses embodies a powerful means to treat
patients with recurrent HSK. In this application, we propose one such approach targeting IL-27, an
immunoregulatory cytokine, to induce endogenous anti-viral and anti-inflammatory responses after corneal
HSV-1 infection to suppress HSK progression. Macrophages (Mϕs) play a central role in initiating and
resolving inflammation during HSK progression. Intracellular dsDNA from HSV-1 is recognized by cyclic-
GMP-AMP (cGAMP) synthase (cGAS) and activates the stimulator of interferon genes (STING) pathway to
promote anti-viral immunity. HSV-1 infected Mϕs promote glycolysis with compensatory downregulation of
the tricarboxylic acid (TCA) cycle. We observed that the TCA cycle in activated Mϕs is disrupted with
increased immune-responsive gene 1 (Irg1) expression, an enzyme that converts citrate to itaconate.
Itaconate is an immunoregulatory mitochondrial metabolite that can play both pro- and anti-viral roles. Our
preliminary data suggest that ocular HSV-1 infection promotes Irg1 expression in the cornea and Mϕs to
suppress anti-viral immunity through negative regulation of the cGAS-STING pathway. Apart from pathogens,
cytokines regulate metabolism in Mϕs to modulate their effector functions. We show that HSV-1 induces IL-
27 expression in the cornea, and mice lacking the IL-27 receptor are highly susceptible to ocular HSV-1
infection with increased viral titers and HSK severity. We show that IL-27 attenuates HSV-1-induced glycolytic
metabolism in Mϕs and suppresses Irg1 expression to stimulate IFN-β and limit inflammatory cytokine
production. Based on these observations, we hypothesize that HSV-1 reprograms Mϕs to promote the Irg1 to
evade cGAS-STING-mediated anti-HSV-1 responses (Aim 1) and IL-27 attenuates HSV-1-induced glycolytic
metabolism in Mϕs to suppress inflammation and promote anti-viral immunity through inhibition of Irg1 to
activate cGAS-STING pathway (Aim 2). The primary outcome of this study will be to uncover how HSV-1
regulates Mϕ metabolism to evade anti-viral responses during HSK progression. Our proposed IL-27-based
approach will complement the current anti-viral and immunosuppressive HSK therapies to increase their
efficacy, thus lowering the risk of side effects.
项目概要
在眼部感染中,复发性单纯疱疹病毒 1 (HSV-1) 感染会导致免疫细胞浸润
角膜混浊,引发严重的免疫炎症,称为疱疹性基质病
角膜炎 (HSK) 是一种痛苦的疾病,也是美国感染性失明的主要原因之一。
目前的 HSK 治疗,例如抗病毒药物联合皮质类固醇,是部分有效的。
有效且长期使用会导致严重的局部和全身副作用。
HSK患者中的耐药HSV-1菌株是一个重大的临床挑战,因此,存在未解决的临床挑战。
需要开发安全有效的免疫疗法来治疗HSK,选择性诱导有效的抗-HSK。
炎症免疫反应激活程度最低的病毒状态体现了一种强大的治疗手段
在本申请中,我们提出了一种针对 IL-27(一种
免疫调节细胞因子,在角膜后诱导内源性抗病毒和抗炎反应
HSV-1 感染抑制 HSK 进展。
解决 HSK 进展过程中的炎症 HSV-1 的细胞内 dsDNA 被循环识别。
GMP-AMP (cGAMP) 合酶 (cGAS) 并激活干扰素基因刺激剂 (STING) 通路
促进抗病毒免疫,HSV-1 感染的 Mphis 会通过补偿性下调促进糖酵解。
我们观察到激活的 Mphis 中的 TCA 循环被破坏。
免疫反应基因 1 (Irg1) 表达增加,Irg1 是一种将柠檬酸转化为衣康酸的酶。
衣康酸是一种免疫调节线粒体代谢物,可以发挥促病毒和抗病毒作用。
初步数据表明,眼部 HSV-1 感染可促进角膜中 Irg1 的表达,并促进 Mφs 的表达。
通过负调节 cGAS-STING 途径抑制抗病毒免疫 除了病原体之外,
细胞因子调节 Mphis 中的代谢以调节其效应器功能 我们表明 HSV-1 诱导 IL-。
27在角膜中表达,缺乏IL-27受体的小鼠对眼部HSV-1高度敏感
我们发现 IL-27 可以减弱 HSV-1 诱导的糖酵解。
Mphis 中的代谢并抑制 Irg1 表达以刺激 IFN-β 并限制炎症细胞因子
基于这些观察,我们勇敢地承认 HSV-1 会重新编程 Mφs 以促进 Irg1 的产生。
逃避 cGAS-STING 介导的抗 HSV-1 反应(目标 1),IL-27 减弱 HSV-1 诱导的糖酵解
Mphis 中的代谢通过抑制 Irg1 来抑制炎症并促进抗病毒免疫
激活 cGAS-STING 通路(目标 2)。本研究的主要结果是揭示 HSV-1 是如何激活的。
我们提出的基于 IL-27 的方案可调节 MΦ 代谢以逃避 HSK 进展期间的抗病毒反应。
该方法将补充当前的抗病毒和免疫抑制 HSK 疗法,以提高其疗效
功效,从而降低副作用的风险。
项目成果
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