Decipher and target GABA metabolism and GABA receptor-mediated signaling in autoimmune diseases

破译并靶向自身免疫性疾病中的 GABA 代谢和 GABA 受体介导的信号传导

基本信息

  • 批准号:
    10623380
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 51.48万
  • 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:
    2023-02-10 至 2028-01-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Summary: Properly allocating metabolic resources is crucial for mounting energetically costly T cell mediated-immune responses. In addition, cellular metabolic programs interact with cell-surface receptor signaling pathways by providing metabolites as ligands. This proposal aims to understand the role of γ-aminobutyric acid (GABA) in regulating T cell inflammation and explore the potential therapeutic value of targeting GABA in animal models of inflammatory and autoimmune diseases. An integrated analysis of the extracellular metabolome, stable isotope traced metabolic pathway analysis, and metabolic transcriptome revealed that GABA is one of the most abundant metabolites produced through glutamine and arginine catabolism in CD4+ T effector cells. Expressing 4-amino- butyrate aminotransferase (ABAT) funnels GABA as an anaplerotic substrate into the tricarboxylic acid cycle to maximize carbon allocation in promoting TH17 cell differentiation. By contrast, the absence of ABAT activities in iTreg cells enables GABA exporting to the extracellular environment and acting as an autocrine signaling metab- olite to suppress T cell inflammation. Accordingly, genetically or pharmacologically ablating ABAT activity in T cells suppresses inflammation in vivo. Conversely, genetically ablating GABA(A) receptor in T cells deteriorates inflammatory responses. Hence, we hypothesize that GABA functions as a metabolic and signaling gatekeeper in coordinating carbon assimilation and receptor signaling response to governing CD4 T effector cell proliferation and inflammatory response. The aims of this proposal are to 1) decipher the molecular and signaling mechanisms that control GABA metabolism in T cells; 2) determine the outcomes of modulating GABA metabolism and receptor signaling in regulating the effector function of T cells; 3) develop and test complementary enzymatic, genetic, and meta- bolic strategies to modulate inflammatory response and autoimmunity in animal models of multiple sclerosis and rheumatoid arthritis. Collectively, the expected outcomes of this project are significant as it will reveal the funda- mental principles of the emerging connections between cell metabolism, immune signaling, and T cell differenti- ation. These studies are critical to developing novel approaches and therapeutic interventions that improve clin- ical outcomes of inflammatory and autoimmune diseases.
概括: 适当分配代谢资源对于有效安装有效昂贵的T细胞介导 - 免疫至关重要 回答。此外,细胞代谢程序与细胞表面接收器信号通路相互作用 提供代谢物作为配体。该建议旨在了解γ-氨基丁酸(GABA)在 调节T细胞炎症并探索靶向GABA在动物模型中的潜在治疗价值 炎症和自身免疫性疾病。细胞外代谢组稳定同位素的综合分析 追踪代谢途径分析和代谢转录组表明GABA是最丰富的 通过CD4+ T效应细胞中的谷氨酰胺和精氨酸分解代谢产生的代谢产物。表达4-氨基 - 丁酸酯氨基转移酶(ABAT)将GABA作为一种无植物底物进入三核酸循环至 在促进Th17细胞分化中最大化碳分配。相比之下,缺乏ABAT活动 ITREG细胞使GABA能够出口到细胞外环境,并充当自分泌信号传导变量 橄榄石抑制T细胞炎症。根据以下内容,t中的一般或药理消除ABAT活性 细胞抑制体内感染。相反,T细胞中的遗传散生gaba(a)受体决定 炎症反应。 因此,我们假设GABA在协调碳中充当代谢和信号守门人 同化和受体信号传导对控制CD4 T效应细胞增殖和炎症的反应 回复。该提案的目的是1)破译控制的分子和信号传导机制 T细胞中的GABA代谢; 2)确定调节GABA代谢和接收器信号的结果 控制T细胞的效应函数; 3)开发和测试酶促的酶促,遗传和元 在多发性硬化症和 类风湿关节炎。总的来说,该项目的预期结果很重要,因为它将揭示基础 细胞代谢,免疫信号传导和T细胞不同的精神原理 ation。这些研究对于开发新的方法和治疗干预措施至关重要,以改善临床 炎症和自身免疫性疾病的结果。

项目成果

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