Calpain-mediated lung endothelial barrier modulation in acute lung injury
钙蛋白酶介导的肺内皮屏障调节急性肺损伤
基本信息
- 批准号:10617685
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-04-01 至 2026-03-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:ActinsAcute Lung InjuryAcute Respiratory Distress SyndromeAcute respiratory failureAffectAntibioticsAttenuatedBacterial ToxinsBindingBlood VesselsCalciumCalpainCaringCaspaseCatalytic DomainComplicationCyclin-Dependent Kinase 5Cytoskeletal ModelingCytoskeletonDataEctopic ExpressionEndopeptidasesEndothelial CellsEndotheliumEndotoxinsEscherichia coliFamilyFocal AdhesionsFunctional disorderGram-Negative BacteriaGram-Negative Bacterial InfectionsHeadHumanIn VitroInfectionIntegrinsIntensive CareInterventionKnock-outLifeLipopolysaccharidesLungMalignant neoplasm of lungMammalian CellMediatingMediatorMilitary PersonnelMolecularMyosin Light ChainsPathway interactionsPatientsPermeabilityPhosphorylationPlasmaPlasmidsPopulationProtein DephosphorylationProteinsProteolysisPseudomonas aeruginosaPulmonary EdemaResistanceRodRoleStress FibersTLR4 geneTalinTestingUbiquitinationVascular Endothelial CellVascular EndotheliumVeteranscalpain inhibitorcombatgram-negative sepsisimprovedin vivoinsightinterdisciplinary approachknock-downlung microvascular endothelial cellsmortalitymouse modelmutantmyosin phosphatasenoveloverexpressionpreventrho
项目摘要
Summary
Acute lung injury (ALI) is characterized by lung vascular endothelial (EC) barrier compromise resulting in
increased EC permeability and pulmonary edema. The infections of Gram negative bacteria compose the major
cause for ALI. Little has been known about how Gram negative endotoxins (i.e. lipopolysaccharides, LPS) induce
EC barrier disruption. We found that LPS activates endopeptidase, calpain, in human lung microvascular ECs
(HLMVECs) and the specific calpain inhibition prevents LPS-induced disruption of EC barrier function of
HLMVECs and LPS-induced pulmonary edema in ALI. Calpain is a family of calcium-dependent non-lysosomal
neutral cysteine endopeptidases that act via limited proteolysis of substrate proteins in mammalian cells,
including HLMVECs. Our preliminary data show that LPS induces talin cleavage into head and rod domain and
talin phosphorylation in HLMVECs and that overexpression of calpain causes talin cleavage and RhoA activation
and myosin light chain phosphatase (MLCP) phosphorylation resulting in MLCP inhibition and myosin light chain
(MLC) phosphorylation. Talin is activated through talin cleavage or phosphorylation. Talin cleavage separates
head from rod domain thus removing auto-inhibition and stimulating talin head binding to integrin and thus
induces FA activation, leading to RhoA activation and MLCP inhibition and MLC phosphorylation and increased
lung EC permeability. Talin activation through phosphorylation at Ser-425 can be through cyclin-dependent
kinase 5 (CDK5). Our data show that calpain inhibition attenuates LPS-induced increase in CDK5 activity and
that MLCP is involved in talin dephosphorylation. This proposal is to study a novel hypothesis that calpain/MLCP
coordination regulates talin activation (cleavage/phosphorylation) leading to endothelial barrier disruption in ALI.
We will determine whether Gram negative endotoxin LPS, E. coli and P. aeruginosa induce calpain activation
and calpain leads to lung microvascular endothelial barrier disruption and Rho-mediated MLCP
phosphorylation/inhibition and MLC phosphorylation in ALI. We will define whether LPS, E. coli and P.
aeruginosa induce talin activation (cleavage/phosphorylation) and FA strengthening, leading to lung
microvascular endothelial barrier disruption in vitro and in vivo. We will investigate whether calpain regulates
talin activation (cleavage/phosphorylation) in lung microvascular endothelial barrier disruption in ALI induced by
LPS, E. coli and P. aeruginosa. We will assess whether plasma from ALI patients with Gram negative sepsis
induces HLMVEC barrier compromise via calpain-talin-FA-MLCP pathway. This proposal is novel because it will
identify calpain as mediators in lung EC barrier compromise and calpain serves this role by regulating novel talin
cleavage/phosphorylation, RhoA activation and MLCP activity in ALI. A better understanding of the mechanistic
insight will provide a framework from which novel calpain inhibition and MLCP activation strategies can be
developed for intervention and treatment of ALI.
概括
急性肺损伤(ALI)的特点是肺血管内皮(EC)屏障受损,导致
EC 通透性增加和肺水肿。革兰氏阴性菌感染是主要感染
引起 ALI 的原因。关于革兰氏阴性内毒素(即脂多糖,LPS)如何诱导
EC屏障破坏。我们发现 LPS 激活人肺微血管 EC 中的肽链内切酶、钙蛋白酶
(HLMVEC) 和特异性钙蛋白酶抑制可防止 LPS 诱导的 EC 屏障功能破坏
ALI 中 HLMVEC 和 LPS 诱导的肺水肿。钙蛋白酶是钙依赖性非溶酶体家族
通过哺乳动物细胞中底物蛋白的有限蛋白水解起作用的中性半胱氨酸内肽酶,
包括 HLMVEC。我们的初步数据表明,LPS 诱导 talin 分裂成头域和杆域,并且
HLMVEC 中的踝蛋白磷酸化以及钙蛋白酶的过度表达会导致踝蛋白裂解和 RhoA 激活
和肌球蛋白轻链磷酸酶 (MLCP) 磷酸化,导致 MLCP 抑制和肌球蛋白轻链
(MLC)磷酸化。 Talin 通过 Talin 裂解或磷酸化被激活。 Talin 裂解分离
头从杆结构域中分离出来,从而消除了自身抑制并刺激了talin头与整合素的结合,从而
诱导 FA 激活,导致 RhoA 激活、MLCP 抑制和 MLC 磷酸化,并增加
肺 EC 通透性。 Talin 通过 Ser-425 磷酸化激活可以通过细胞周期蛋白依赖性
激酶 5 (CDK5)。我们的数据表明,钙蛋白酶抑制减弱了 LPS 诱导的 CDK5 活性增加,
MLCP参与talin去磷酸化。本提案旨在研究钙蛋白酶/MLCP 的新假设
协调调节talin激活(裂解/磷酸化),导致ALI中的内皮屏障破坏。
我们将确定革兰氏阴性内毒素 LPS、大肠杆菌和铜绿假单胞菌是否诱导钙蛋白酶激活
钙蛋白酶导致肺微血管内皮屏障破坏和 Rho 介导的 MLCP
ALI 中的磷酸化/抑制和 MLC 磷酸化。我们将定义是否 LPS、大肠杆菌和 P.
铜绿假单胞菌诱导talin激活(裂解/磷酸化)和FA强化,导致肺
体外和体内微血管内皮屏障破坏。我们将研究钙蛋白酶是否调节
肺微血管内皮屏障破坏中的talin激活(裂解/磷酸化)
LPS、大肠杆菌和铜绿假单胞菌。我们将评估来自患有革兰氏阴性败血症的 ALI 患者的血浆是否
通过钙蛋白酶-talin-FA-MLCP 途径诱导 HLMVEC 屏障受损。这个提议很新颖,因为它将
确定钙蛋白酶是肺 EC 屏障受损的介质,钙蛋白酶通过调节新型 talin 发挥这一作用
ALI 中的切割/磷酸化、RhoA 激活和 MLCP 活性。更好地理解机制
洞察力将提供一个框架,通过该框架可以开发新的钙蛋白酶抑制和 MLCP 激活策略
开发用于干预和治疗 ALI。
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)
Deficiency of the Planar Cell Polarity Protein Intu Delays Kidney Repair and Suppresses Renal Fibrosis after Acute Kidney Injury.
平面细胞极性蛋白 Intu 的缺乏会延迟急性肾损伤后的肾脏修复并抑制肾纤维化。
- DOI:
- 发表时间:2023-03
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Wang, Shixuan;Liu, Aimin;Su, Yunchao;Dong, Zheng
- 通讯作者:Dong, Zheng
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
YUNCHAO SU其他文献
YUNCHAO SU的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('YUNCHAO SU', 18)}}的其他基金
Calpain-mediated lung endothelial barrier modulation in acute lung injury
钙蛋白酶介导的肺内皮屏障调节急性肺损伤
- 批准号:
10367958 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Calpain/talin/MLCP axis in pulmonary endothelial barrier regulation
钙蛋白酶/talin/MLCP轴在肺内皮屏障调节中的作用
- 批准号:
10522290 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Calpain/talin/MLCP axis in pulmonary endothelial barrier regulation
钙蛋白酶/talin/MLCP轴在肺内皮屏障调节中的作用
- 批准号:
10522290 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Airway and Lung Vascular Remodeling in COPD
慢性阻塞性肺病 (COPD) 中的气道和肺血管重塑
- 批准号:
8967091 - 财政年份:2014
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Calpain Activates Intracellular TGF-beta1 in Pulmonary Hypertension
肺动脉高压中钙蛋白酶激活细胞内 TGF-β1
- 批准号:
8516591 - 财政年份:2012
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Calpain Activates Intracellular TGF-beta1 in Pulmonary Hypertension
肺动脉高压中钙蛋白酶激活细胞内 TGF-β1
- 批准号:
8356515 - 财政年份:2012
- 资助金额:
-- - 项目类别:
eNOS-actin Interaction and Oxygen in Lung Endothelium
肺内皮细胞中的 eNOS-肌动蛋白相互作用和氧
- 批准号:
7882521 - 财政年份:2008
- 资助金额:
-- - 项目类别:
eNOS-actin Interaction and Oxygen in Lung Endothelium
肺内皮细胞中的 eNOS-肌动蛋白相互作用和氧
- 批准号:
8284485 - 财政年份:2008
- 资助金额:
-- - 项目类别:
eNOS-actin Interaction and Oxygen in Lung Endothelium
肺内皮细胞中的 eNOS-肌动蛋白相互作用和氧
- 批准号:
7526717 - 财政年份:2008
- 资助金额:
-- - 项目类别:
eNOS-actin Interaction and Oxygen in Lung Endothelium
肺内皮细胞中的 eNOS-肌动蛋白相互作用和氧
- 批准号:
7842045 - 财政年份:2008
- 资助金额:
-- - 项目类别:
相似国自然基金
circRNA-Hace1通过调控RNA结合蛋白G3BP2对甲型流感病毒致急性呼吸窘迫综合征肺损伤的保护作用及机制研究
- 批准号:82000023
- 批准年份:2020
- 资助金额:24 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
IL-33/ST2通路调控树突状细胞诱导Th17细胞分化参与ARDS时肺部炎症反应的机制研究
- 批准号:81900079
- 批准年份:2019
- 资助金额:20.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
阿魏酸、槲皮素、甘草酸组合物拮抗禽流感病毒H5N1血凝素蛋白介导急性肺损伤的药理学作用及机制研究
- 批准号:81902019
- 批准年份:2019
- 资助金额:20.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
CK1α-PTEN信号轴在ARDS相关肺纤维化的关键作用研究
- 批准号:81870069
- 批准年份:2018
- 资助金额:56.0 万元
- 项目类别:面上项目
脂肪组织源循环外泌体通过miR221/ETS1调控肺微血管内皮细胞屏障稳态在ARDS肥胖悖论中的作用及机制研究
- 批准号:81800083
- 批准年份:2018
- 资助金额:21.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Calpain-mediated lung endothelial barrier modulation in acute lung injury
钙蛋白酶介导的肺内皮屏障调节急性肺损伤
- 批准号:
10367958 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Calpain/talin/MLCP axis in pulmonary endothelial barrier regulation
钙蛋白酶/talin/MLCP轴在肺内皮屏障调节中的作用
- 批准号:
10522290 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Calpain/talin/MLCP axis in pulmonary endothelial barrier regulation
钙蛋白酶/talin/MLCP轴在肺内皮屏障调节中的作用
- 批准号:
10522290 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Regulation of vascular metabolism in acute lung injury
急性肺损伤中血管代谢的调节
- 批准号:
10308833 - 财政年份:2021
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Role of Poldip2 in endothelial barrier function and inflammation in the lung
Poldip2 在肺内皮屏障功能和炎症中的作用
- 批准号:
10266211 - 财政年份:2020
- 资助金额:
-- - 项目类别: