The Role of C-Flip in Mediating Pro-Survival Macrophages in the Foreign Body Response
C-Flip 在介导异物反应中促生存巨噬细胞中的作用
基本信息
- 批准号:10063721
- 负责人:
- 金额:$ 21.11万
- 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 2022-04-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:ApoptosisApoptoticAttenuatedBiocompatible MaterialsCASP8 and FADD-like apoptosis regulating proteinCASP8 geneCell DeathCellsCessation of lifeChemistryCoupledDataDoxycyclineExpression ProfilingFibrosisFlow CytometryForeign BodiesGene ExpressionGenesHydrogelsImmunologicsImmunologyImpaired wound healingImplantInflammatoryKineticsLeadLightMaintenanceMediatingMedical DeviceMethodsMusMyelogenousMyeloid CellsPatternPerformancePolymersPreventionProtein InhibitionProteinsPublishingReportingResearchRoleSeriesSignal TransductionSiliconesSystemTestingTetanus Helper PeptideTimeTissue EngineeringTissuesTransgenic MiceTransgenic OrganismsTranslatingbasecapsulecellular targetingdesignexperimental studyfunctional improvementhigh rewardhigh riskinnovationmacrophagemonocytemouse modelmultidisciplinarynovelnovel strategiespolyetheretherketonepreventrecruitresponsesmall molecule inhibitorsuccesswound healing
项目摘要
Macrophages are key players in the foreign body response (FBR) to implanted biomaterials, in which an
avascular fibrous capsule walls off the implant. However, the cellular mechanisms that contribute to the fibrous
capsule have not yet been elucidated. As a result, synthetic-based biomaterials have been limited to those that
the body tolerates and which function despite a FBR and does not lead to biomaterial-host integration. In this
highly exploratory project, we put forth a novel hypothesis that is based on our team’s recent published findings
in tissue fibrosis. We demonstrated that inhibition of cellular FLICE-like inhibitory protein (cFLIP), which is a
major regulator of macrophage cell fate, can prevent tissue fibrosis. In this project, we test the hypothesis that
that macrophage persistence in the FBR is mediated by intracellular cFLIP and inhibiting cFLIP resensitizes
macrophages to apoptotic death signals to prevent or resolve fibrous encapsulation. We developed two specific
aims to test the hypothesis and to translate this idea to a biomaterial strategy that targets cFLIP in macrophages
to prevent fibrous encapsulation. In specific Aim #1, we will determine the kinetics of macrophage
persistence in the FBR to distinct implants. This aim will use the hCD68-rtTA transgenic mouse that is coupled
with a Tet-on Cre system and fluorescent tdTomato expression. Using this mouse model, a series of lineage
tracing experiments will be performed that combine multiparameter flow cytometry to identify myeloid subsets,
including recruited and tissue-resident macrophages, distinguish their temporal patterns in the FBR and
determine changes in their expression profiles for fibrosis-relevant genes. In specific Aim #2, we will temporally
inhibit c-FLIP in macrophages to promote their programmed cell death and attenuate formation and
maintenance of the fibrous capsule in the FBR. The first part of Aim #2 will determine the temporal effects of
cFLIP inhibition in macrophages using a similar transgenic mouse model as in Aim 1, but which is coupled
with a tet-On Cre system that deletes cFLIP. This mouse model will enable the temporal effects of cFLIP deletion
to be determined on both the formation of fibrous capsule and on its dissolution. The second part of Aim #2 will
focus on designing a phototriggerable biomaterial to inhibit cFLIP temporally and locally in macrophages.
This will be achieved through photo-labile microparticles that are embedded within a biomaterial, which when
triggered by light lead to the slow release of YM155, a small molecule inhibitor of cFLIP. By tightly controlling
when YM155 is released, the temporal effects of local cFLIP inhibition by a biomaterial-based strategy will be
determined. At the conclusion of this project, we will have a) determined the temporal patterns of macrophage
accumulation and when they begin to persist in the FBR, b) elucidated the role of cFLIP in mediating pro-survival
programming in macrophages and its effect on fibrous encapsulation, c) identified the optimal timing for depleting
cFLIP, and d) developed novel strategies that can be applied for preventing or resolving the FBR.
巨噬细胞是植入生物材料的异物反应 (FBR) 的关键参与者,其中
无血管纤维囊将植入物隔离开来,然而,有助于纤维化的细胞机制。
胶囊尚未阐明,因此,合成生物材料仅限于那些
尽管有 FBR,但身体仍能耐受并发挥作用,并且不会导致生物材料-宿主整合。
这是一个高度探索性的项目,我们根据我们团队最近发表的研究结果提出了一个新颖的假设
我们证明了细胞FLICE样抑制蛋白(cFLIP)的抑制,这是一种
巨噬细胞命运的主要调节者,可以预防组织纤维化 在这个项目中,我们检验了以下假设:
FBR 中巨噬细胞的持续存在是由细胞内 cFLIP 介导的,抑制 cFLIP 会重新敏化
我们开发了两种特定的方法来控制巨噬细胞凋亡信号以防止或解决纤维包膜。
旨在检验这一假设,并将这一想法转化为针对巨噬细胞中 cFLIP 的生物材料策略
为了防止纤维包裹在具体目标#1中,我们将确定巨噬细胞的动力学。
FBR 中对不同植入物的持久性该目标将使用偶联的 hCD68-rtTA 转基因小鼠。
使用 Tet-on Cre 系统和荧光 tdTomato 表达,使用该小鼠模型进行了一系列谱系。
将进行结合多参数流式细胞术的追踪实验来识别骨髓亚群,
包括招募的和组织驻留的巨噬细胞,区分它们在 FBR 中的时间模式和
确定纤维化相关基因表达谱的变化在特定目标#2中,我们将暂时进行。
抑制巨噬细胞中的 c-FLIP,促进其程序性细胞死亡并减弱形成和
目标 #2 的第一部分将确定 FBR 中纤维囊的维护。
使用与目标 1 类似的转基因小鼠模型抑制巨噬细胞中的 cFLIP,但该模型是耦合的
使用删除 cFLIP 的 tet-On Cre 系统,该小鼠模型将实现 cFLIP 删除的时间效应。
目标 #2 的第二部分将确定纤维胶囊的形成及其溶解。
专注于设计一种光触发生物材料来暂时和局部抑制巨噬细胞中的 cFLIP。
这将通过嵌入生物材料中的光不稳定微粒来实现,当
通过严格控制,光触发导致 YM155 缓慢释放,YM155 是 cFLIP 的小分子抑制剂。
当 YM155 被释放时,基于生物材料的策略局部 cFLIP 抑制的时间效应将是
在该项目结束时,我们将 a) 确定巨噬细胞的时间模式。
积累以及当它们开始在 FBR 中持续存在时,b) 阐明了 cFLIP 在介导促生存中的作用
巨噬细胞的编程及其对纤维封装的影响,c)确定了消耗的最佳时机
cFLIP,d) 开发了可用于预防或解决 FBR 的新策略。
项目成果
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