IL-35通过GCN2-CHOP/mTORC1信号网络调控低氧状态下氨基酸代谢微环境介导的Treg细胞分化异常:ARDS失控性炎症的一个潜在治疗靶点

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81873928
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H1602.器官功能衰竭与支持
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

IL-35 can protect ARDS by regulating uncontrollable inflammation, and IL-35 is an important cytokine required to regulate the inflammatory suppressive function of Treg cells. Our previous studies showed that amino acid metabolism microenvironment, such as L-arginine decreased, can affect the Treg cell differentiation in ARDS. And we had illustrated that IL-35 can promote the differentiation from Naïve CD4 T cells into Treg cells. Simultaneously, the GCN2-CHOP/mTORC1 signaling network is one of the key regulatory element of T cell differentiation during arginine deficiency. Based on theories and results from the above, we proposed a scientific hypothesis that IL-35 could initiate protein translation and reduce cell death through regulation of the GCN2-CHOP/mTORC1 signaling network, and then promote Treg cells differentiation and suppress uncontrolled inflammatory reaction of ARDS through regulating the GCN2-CHOP/mTORC1 signaling. Naïve CD4 T cells, pulmonary vascular endothelial cells and other knockout mouse models, including IL-35(KO) mice, GCN2(KO) mice and B-NSG mice were used; adenovirus vector RNA interference, amino acid starvation, cells co-culture and adoptive transfusion of T cells were carried out to explore a new mechanism of ARDS, which could contribute to use the Treg cells as the metabolic check point to provide a promising strategy for identifying potential therapeutic targets of ARDS.
IL-35可通过调节失控性炎症对ARDS发挥保护作用,是调控Treg细胞炎症抑制功能所需细胞因子。我们前期研究表明:ARDS时氨基酸代谢微环境(L-精氨酸降低)影响Treg细胞分化,而IL-35能促进NaïveCD4T细胞向Treg细胞分化;且GCN2-CHOP/mTORC1信号网络是精氨酸缺乏时T细胞分化关键调控环节。基于此,我们提出“IL-35通过调控GCN2-CHOP/mTORC1信号网络,启动蛋白质翻译、减少细胞死亡,促进Treg细胞分化,抑制ARDS失控性炎症”的科学假说,并拟以NaïveCD4T、肺血管内皮等细胞(株)和IL-35(KO)、GCN2(KO)、B-NSG等基因敲除小鼠模型,腺病毒载体RNA干扰、氨基酸饥饿、细胞共培养、T细胞过继回输等技术与方法,从分子-细胞-动物-临床整体论证并阐明ARDS新机制,为以Treg细胞作为代谢检测点设计ARDS潜在治疗靶标提供新方向。

结项摘要

失控性炎症反应是引起ARDS中心环节。IL-35可通过调节失控性炎症对ARDS发挥保护作用,是调控Tregs炎症抑制功能所需细胞因子。课题组前期工作表明:IL-35能促进NaiveCD4T细胞向Tregs分化;ARDS代谢微环境(低Arg)影响Tregs分化,GCN2-CHOP/mTORC1信号网络是Arg缺乏时T细胞分化关键调控环节。提出“IL-35通过调控GCN2-CHOP/mTORC1信号网络,启动蛋白质翻译、减少细胞死亡,促进Tregs分化,抑制ARDS失控性炎症”科学假说。在项目资助下,课题组研究IL-35在ARDS中的作用及相关分子机制,通过4年工作:①阐明ARDS时IL-35异常表达、代谢微环境改变与Tregs分化间的关系,以及对ARDS发生发展的作用;②研究并揭示ARDS时,IL-35通过GCN2-CHOP/mTORC1等多种炎症代谢信号网络,调控Tregs分化异常,影响ARDS的分子机制;③通过naiveT细胞分化诱导模型,揭示ARDS时IL-35在Tregs命运决定中的调控作用。重要研究结果包括:确定IL-35是ARDS重要炎症靶标,对ARDS具重要保护性作用;证明提高CD4+/CD4+CD25+Foxp3+Tregs比例是IL-35发挥治疗性作用潜在机制;抗炎类天然化合物治疗ARDS与提高naiveCD4+T细胞向的Tregs分化,促进STAT5和IL-35表达有关,“IL-35/Tregs”是ARDS炎症调控关键环节;IL-35能通过促进naïveCD4+T细胞分化为Foxp3+Helios+Tregs来减轻ARDS,从而为抗ARDS治疗提供了一种新工具。确定并筛选出“D-精氨酸和D-鸟氨酸代谢”差异性代谢途径;低氧代谢影响Treg细胞分化,IL-35通过调控炎症代谢信号网络(GCN2-CHOP/mTORC1、JAK/STAT、NF-κB等)促进向Treg细胞分化;IL-35不能诱导低L-Arg条件naïveCD4+T细胞分化为Tregs;IL-35能通过JAK/STAT通路促进GS表达,抑制GSH从头合成,上调Tregs。本项目实施从转化医学角度阐述“以Tregs为代谢检测点设计ARDS新的潜在治疗靶标(IL-35/Tregs)”的问题。项目执行期间,主要发表 S C I 论文6篇,授权国家发明专利1项。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Curcumin Promotes the Expression of IL-35 by Regulating Regulatory T Cell Differentiation and Restrains Uncontrolled Inflammation and Lung Injury in Mice
姜黄素通过调节调节性 T 细胞分化促进 IL-35 的表达并抑制小鼠失控的炎症和肺损伤
  • DOI:
    10.1007/s10753-020-01265-2
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
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  • 作者:
    Yan-qing Chen;Yu-sen Chai;Ke Xie;Feng Yu;Chuan-jiang Wang;Shihui Lin;Yuan-zheng Yang;Fang Xu
  • 通讯作者:
    Fang Xu
HMGB1 suppress the expression of IL-35 by regulating Naïve CD4+ T cell differentiation and aggravating Caspase-11-dependent pyroptosis in acute lung injury
HMGB1通过调节Naâve CD4 T细胞分化并加重急性肺损伤中Caspase-11依赖性细胞焦亡来抑制IL-35的表达
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    Ke Xie;Yan-Qing Chen;Yu-Sen Chai;Shi-Hui Lin;Chuan-Jiang Wang;Fang Xu
  • 通讯作者:
    Fang Xu
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2019 年冠状病毒病 (COVID-19):细胞因子风暴、高炎症表型和急性呼吸窘迫综合征
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Genes & Diseases
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Shi-hui Lin;Yi-si Zhao;Dai-xing Zhou;Fa-chun Zhou;Fang Xu
  • 通讯作者:
    Fang Xu
Explore potential plasma biomarkers of acute respiratory distress syndrome (ARDS) using GC-MS metabolomics analysis
使用 GC-MS 代谢组学分析探索急性呼吸窘迫综合征 (ARDS) 的潜在血浆生物标志物
  • DOI:
    10.1016/j.clinbiochem.2019.02.009
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Clinical Biochemistry
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Lin Shihui;Yue Xi;Wu Hua;Han Ting li;Zhu Jing;Wang Chuanjiang;Lei Ming;Zhang Mu;Liu Qiong;Xu Fang
  • 通讯作者:
    Xu Fang
Potential therapeutic effects of interleukin-35 on the differentiation of naïve T cells into Helios + Foxp3 + Tregs in clinical and experimental acute respiratory distress syndrome
IL-35 对临床和实验急性呼吸窘迫综合征中幼稚 T 细胞分化为 Helios Foxp3 Tregs 的潜在治疗作用
  • DOI:
    10.1016/j.molimm.2021.01.009
  • 发表时间:
    2021-04
  • 期刊:
    Molecular Immunology
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Wang C;Xie K;Li K;Lin S;Xu F
  • 通讯作者:
    Xu F

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  • 通讯作者:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
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          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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