利用改良全基因组CRISPR扫描技术研究中性粒细胞胞外诱捕网NETs形成机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81772061
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    56.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H1701.创伤
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Sepsis is a major cause of death in severe trauma and critical ill patients. Since the pathogenesis of sepsis is quite complex, there is no effective prevention and treatment measures. Neutrophils play an important role in launching the first line of host defense against infection. Recently another mechanism-the formation of Neutrophil extracellular traps (NETs) has been discovered, which has been demonstrated to have a close relationship with the morbidity and development of sepsis. However, the molecular mechanism of its formation is still not clear. Genome-wide CRISPR-Cas9 knockout (KO) screens substantially improve the efficiency of loss-of function screens over si/shRNA screens, and our novel computational method further increase the efficiency of CRISPR-Cas9 KO library design to substantially improve screening performance. In order to clarify the formation mechanism of NETs, this project will select out key genes using modified genome-wide CRISPR scanning technology in neutrophil-like cells. Furthermore, the function of those key genes will be analyzed by bioinformatics analysis and a series of in vitro and in vivo experiments. We will also investigate the feasibility of early warning diagnostic methods based on levels of NETs and/or their key genes to predict the morbidity and mortality of sepsis in severe trauma patients. This study aimed to deepen the understanding of the pathogenesis of sepsis, clarify the formation mechanism and role of NETs in sepsis, provide a new target for the treatment of sepsis patients and provide new early-warning diagnostic methods for trauma and critically ill patients as well.
脓毒症是严重创伤和危重症患者院内死亡的主要原因。其发病机制复杂,目前尚无有效防治措施。中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)是近年新发现的中性粒细胞杀菌途径,与脓毒症发生、发展及严重程度密切相关,但其形成的具体分子机制尚不明确。课题组前期通过生物信息学分析,对现有CRISPR全基因组扫描技术进行了改良,降低了CRISPR的脱靶效应,为全基因组层面上的功能基因筛选提供了有利工具。本课题拟以类中性粒细胞为模型,采用改良的全基因组CRISPR扫描技术从全基因组层面系统筛选中性粒细胞NETs形成的关键基因,并通过生物信息学分析和系列体内外实验验证,系统阐明NETs形成的具体机制和相关通路,探讨利用其进行脓毒症发生与死亡率预警诊断的临床可行性。研究旨在加深对脓毒症发病机制的认识,阐明NETs形成机制及在脓毒症发病中的作用,为脓毒症患者的治疗提供新靶点, 为创伤和危重症患者提供新的预警诊断方法。

结项摘要

脓毒症是严重创伤和危重症患者院内死亡的主要原因。其发病机制复杂,目前尚无有效防治措施。中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)是近年新发现的中性粒细胞杀菌途径,与脓毒症发生、发展及严重程度密切相关,但其形成的具体分子机制尚不明确。我们建立了CRISPR全基因组扫描技术,并发现低切应力可以直接诱导NETs生成。在动脉粥样硬化小鼠模型中,我们发现血管低切应力部位NETs生成明显增多。如果应用NETs生成抑制剂可以明显降低高脂小鼠动脉血管脂质斑块沉积。同时,我们利用转录组测序筛选出了中性粒细胞感应低切应力,生成NETs的关键基因。同时,我们发现了新的创伤并发症早期预警标志物——血浆Vanin-1。通过多中心临床研究,我们发现创伤早期Vanin-1水平与脓毒症、多器官功能衰竭发生率明显相关。在验证人群中,血浆Vanin-1水平预测脓毒症的敏感性和特异性优于PCT、CRP和APARCHE II评分(AUC=0.82,95%CI 0.77-0.87)。Vanin-1还可以提高APACHE II评分的诊断效果(AUC=0.85)。研究结果发表SCI论文5篇,申请发明专利1项,参编专著1部,培养硕士研究生2名,博士研究生1名,并获2019年重庆市产学研创新一等奖。研究加深了对脓毒症发病机制的认识,探讨了NETs形成新机制,并为创伤和危重症患者提供新的预警诊断方法。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(1)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
High-Fidelity Determination and Tracing of Small Extracellular Vesicle Cargoes
小细胞外囊泡货物的高保真测定和示踪
  • DOI:
    10.1002/smll.202002800
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Small
  • 影响因子:
    13.3
  • 作者:
    Chen Xiaohui;Jia Mei;Liu Lianhua;Qiu Xiaopei;Zhang Hong;Yu Xingle;Gu Wei;Qing Guangchao;Li Qingmei;Hu Xiaolin;Wang Ruixuan;Zhao Xianxian;Zhang Liangliang;Wang Xianfeng;Durkan Colm;Wang Nan;Wang Guixue;Luo Yang
  • 通讯作者:
    Luo Yang
基于CRISPR/Cas系统的生物传感策略研究进展
  • DOI:
    10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0932
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    生物技术通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡孝林;王良婷;顾玮;罗阳
  • 通讯作者:
    罗阳
Spatiotemporally Controllable MicroRNA Imaging in Living Cells via a Near-Infrared Light-Activated Nanoprobe
通过近红外光激活纳米探针对活细胞进行时空可控 MicroRNA 成像
  • DOI:
    10.1057/9781137034717_4
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Zhao Xianxian;Zhang Liangliang;Gao Weiying;Yu Xingle;Gu Wei;Fu Weiling;Luo Yang
  • 通讯作者:
    Luo Yang
Flipped Quick-Response Code Enables Reliable Blood Grouping
翻转的快速响应代码可实现可靠的血型鉴定
  • DOI:
    10.1021/acsnano.1c01215
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    ACS Nano
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Zhang Hong;Liu Ruining;Li Qingmei;Hu Xiaolin;Wu Lixiang;Zhou Ye;Qing Guangchao;Yuan Rui;Huang Junjie;Gu Wei;Ye Yanyao;Qi Chao;Han Mei;Chen Xiaohui;Zhu Xun;Deng Yun;Zhang Liangliang;Chen Hengyi;Zhang Haoran;Gao Weiyin;Liu Yao;Luo Yang
  • 通讯作者:
    Luo Yang
Plasma Vanin-1 as a Novel Biomarker of Sepsis for Trauma Patients: A Prospective Multicenter Cohort Study.
血浆 Vanin-1 作为创伤患者败血症的新型生物标志物:一项前瞻性多中心队列研究。
  • DOI:
    10.1007/s40121-021-00414-w
  • 发表时间:
    2021-06
  • 期刊:
    Infect Dis Ther
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Lu H;Zhang A;Wen D;Du J;Sun J;Qiao L;Du D;Gu W;Jiang J
  • 通讯作者:
    Jiang J

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其他文献

茶树叶绿素酶活性的变化研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    顾玮
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  • DOI:
    10.16333/j.1001-6880.2019.6.003
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    天然产物研究与开发
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    段玉书;胡永;杨万霞;熊燕;杜彩霞;苑春茂;郝小江;顾玮
  • 通讯作者:
    顾玮
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  • DOI:
    10.7501/j.issn.0253-2670.2021.08.002
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中草药
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杜彩霞;易平;陈俊磊;熊燕;张嘉瑜;黄烈军;苑春茂;郝小江;顾玮
  • 通讯作者:
    顾玮
艾纳香中的黄酮类化合物及其抗氧化与α-葡萄糖苷酶抑制活性研究
  • DOI:
    10.16333/j.1001-6880.2018.11.008
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    天然产物研究与开发
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡永;李亚男;李霞;郝小江;杨万霞;顾玮
  • 通讯作者:
    顾玮

其他文献

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顾玮的其他基金

VNN1通过内质网非折叠蛋白应激介导单核巨噬细胞凋亡影响创伤患者脓毒症发生的机制研究
  • 批准号:
    82372549
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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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]
          H --> I[数据收集与分析]
          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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