Unraveling transcriptomic and functional changes to immune sensing neuronal ganglia in response to allergy and bacteria

揭示免疫传感神经元响应过敏和细菌的转录组和功能变化

基本信息

项目摘要

Project Summary Allergies affect millions of Americans and are exacerbated by bacterial infection. Despite mainstay therapies that suppress immune responses to allergy or bacteria, these health issues continue to persist. An unexplored target for new therapies lies with neural surveillance and regulation of immunity. However, this neural influence is poorly understood and seemingly paradoxical: immune responses are exacerbated in allergy, but in response to bacterial infection, the neural response reduces inflammation. How might this happen? One possibility is that the peripheral neural-immune sensing apparatus might be altered by such factors as immunoglobulin profiles, and gender, implying the participation of sex hormones. We hypothesize that such variables affect the transcriptome and thereby the excitability of the vagus and carotid bodies. Studies in AIM 1 will use single-cell RNAseq analysis of vagal and carotid body ganglia from male and female mice with asthma, pneumonia to identify how these nerves are changed in response to each condition. Then, we will assess nerve activity in response to immunoglobulin stimuli of each ganglia using state-of-the-art electrophysiological recording techniques. This project will reveal which neural cluster (vagus vs. carotid body) is the predominant sensory ganglia involved in regulating allergic vs. bacterial immune responses and how sex may affect neuro- immune signalling. Studies in AIM 2 will utilize DTR (diphtheria toxin receptor) technology in mice to selectively ablate cells where DTR expression is driven by TRPV1 (transient receptor potential vanilloid 1) or TH (tyrosine hydroxylase). Use of these transgenic mice will allow ablation of either vagal (TRPV1-DTR) or carotid body (TH- DTR) centers by direct neural microinjection of diphtheria toxin (DTX) into vagal or carotid body ganglia using saline injections as control. We will then expose mice to either allergen or bacterial infections. DTX injections will selectively abolish neuronal function and reveal which ganglion is the predominant neuro-immune sensor in the specified condition in male and female mice. These data will: 1) identify how the response to allergic or bacterial stimuli alters receptor gene expression in order to identify the phenotypic switch from anti- to pro-inflammatory neural-immune signalling; 2) establish a model and sex differences that will set the stage for further investigation involving targeted knockdown within neuro-immune sensing ganglia to discern function; 3) validate our models and methods for future investigations into the role of neural-immune sensing in disease states.
项目概要 过敏症影响着数百万美国人,并且细菌感染会加剧过敏症。尽管主流疗法 抑制对过敏或细菌的免疫反应,这些健康问题仍然存在。未探索的目标 新疗法的关键在于神经监视和免疫调节。然而,这种神经影响是 人们对此知之甚少,而且看似自相矛盾:免疫反应在过敏中加剧,但在应对 细菌感染后,神经反应减少炎症。这怎么可能发生呢? 一种可能性是,外周神经免疫传感装置可能会被以下因素改变: 免疫球蛋白概况和性别,暗示性激素的参与。我们假设这样的 变量影响转录组,从而影响迷走神经和颈动脉体的兴奋性。 AIM 1 研究 将使用单细胞 RNAseq 分析患有哮喘的雄性和雌性小鼠的迷走神经和颈动脉体神经节, 肺炎以确定这些神经如何改变以应对每种情况。然后,我们将评估神经 使用最先进的电生理学技术来响应每个神经节的免疫球蛋白刺激的活性 录音技术。该项目将揭示哪个神经簇(迷走神经与颈动脉体)是主要的 感觉神经节参与调节过敏与细菌免疫反应以及性如何影响神经 免疫信号传导。 AIM 2 的研究将在小鼠体内利用 DTR(白喉毒素受体)技术选择性地 消融细胞,其中 DTR 表达由 TRPV1(瞬时受体电位香草酸 1)或 TH(酪氨酸)驱动 羟化酶)。使用这些转基因小鼠将允许消融迷走神经(TRPV1-DTR)或颈动脉体(TH- DTR)通过将白喉毒素(DTX)直接神经显微注射到迷走神经或颈动脉体神经节中来中心 注射生理盐水作为对照。然后我们将小鼠暴露于过敏原或细菌感染中。 DTX注射会 选择性地废除神经元功能并揭示哪个神经节是神经元中主要的神经免疫传感器 雄性和雌性小鼠的特定条件。 这些数据将:1)确定对过敏或细菌刺激的反应如何改变受体基因表达 以确定从抗炎神经免疫信号转为促炎神经免疫信号的表型转变; 2)建立一个 模型和性别差异将为进一步调查奠定基础,其中涉及有针对性的敲除 神经免疫传感神经节辨别功能; 3)验证我们的模型和方法以供未来的研究 研究神经免疫传感在疾病状态中的作用。

项目成果

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IL-23 signaling prevents ferroptosis-driven renal immunopathology during candidiasis.
IL-23 信号传导可预防念珠菌病期间铁死亡驱动的肾脏免疫病理学。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022-09-22
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Millet, Nicolas;Solis, Norma V;Aguilar, Diane;Lionakis, Michail S;Wheeler, Robert T;Jendzjowsky, Nicholas;Swidergall, Marc
  • 通讯作者:
    Swidergall, Marc
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