泌尿道“专性/兼性厌氧菌”失衡介导丁酸盐减少引起上皮功能障碍在膀胱过度活动症中的作用机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81870522
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0510.尿控及排尿功能异常
  • 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

Abnormalities of afferent sensory nerve signaling mediated by the urothelial dysfunction is thought to be a main pathogenesis of overactive bladder (OAB). Previous researches of OAB were focus on bladder but ignored the effects of urinary tract microenvironment. In our previous work, the aberrant urinary microbiome with increased facultative anaerobes and decreased obligate anaerobes were observed distinctly in OAB patients, and we also demonstrated that butyrate concentrations in urine of OAB group were significantly decreased compared to controls. It has been known that reduction of butyrate may result in insufficient activation of PPAR-γ, inducing impaired epithelial barrier. Therefore, we propose a hypothesis that decreased butyrate mediated by aberrant urinary microbiome may cause insufficient activation of PPAR-γ and sequentially impair bladder epithelial barrier. Then infiltration of harmful substances may lead to abnormalities of afferent sensory nerve signaling and finally trigger the initiation of OAB. This project is aimed specifically at the connections between urinary microbiome and host. At human, animal, and cell levels, we plan to further study the concrete mechanism how urinary microbiome decreases butyrate and consequently impairs bladder epithelial barrier. We will perform a series of experiments in vivo and vitro, including high-throughput sequencing for the analysis of microbiome composition and metabolic function, isolating specific strains for transplantation and co-culture, supplementing with butyrate and regulating PPAR-γ and PKC signaling pathway. We hope to provide experimental and theoretical basis for clarifying the pathogenesis of OAB and finding novel therapeutic targets ultimately.
膀胱传入神经信号异常是膀胱过度活动症(OAB)的主要发病机制之一,而膀胱上皮功能受损是介导异常传入神经信号形成的重要原因。既往研究聚焦于膀胱本身,未关注到泌尿道微环境的影响。我们发现OAB患者泌尿道存在“专性厌氧菌减少/兼性厌氧菌增多”的菌群紊乱模式及丁酸盐含量显著降低。已知丁酸盐可通过激动核受体PPAR-γ,增强上皮屏障和线粒体β氧化功能。因此提出假设:泌尿道菌群紊乱介导丁酸盐减少和PPAR-γ激动不足,造成膀胱上皮功能障碍和β氧化受损,局部微环境发生改变,从而诱发OAB。本项目拟从菌群与宿主相互作用的角度入手,在人体、动物、细胞三个层次,通过高通量测序进行菌群结构和代谢功能谱分析、分离特异菌株进行菌株移植和共培养、补充丁酸盐、调控PPAR-γ等体内外实验,进一步研究菌群紊乱介导丁酸盐减少和膀胱上皮屏障受损的具体机制,从微生态视角为阐明OAB发病机制和寻找新治疗靶标提供依据。

结项摘要

发现了OAB患者的泌尿道菌群紊乱模式,初步探究了泌尿道微生态与OAB发生发展之间的关系。在前期研究的基础上扩大OAB患者样本量,按病情程度分为轻度组与中重度组,通过对其中段尿行16S rDNA高通量测序发现,二组OAB患者在门水平最常见的是厚壁菌门,其次为变形杆菌、放线杆菌和拟杆菌;Chao1指数和Ace指数(反映细菌群落丰富度)在中/重度组中显著升高,Shannon指数与Simpson指数(反映细菌总体多样性)在轻度组显著降低,Pielou指数(反应细菌均匀度)无显著差异,表明OAB症状的严重程度与泌尿道菌群丰富度有关,而与其均衡性无关。同时,OABSS评分与上述尿液菌群的多样性指标均有显著相关性。另外通过导尿方式收集了55名OAB患者和18名对照的尿液样本并行NGS检测,发现JC病毒是尿液中最常见的病毒,并且病毒感染组的OABSS评分、OAB-V8评分、O’Leary-Sant评分、PUF量表评分均显著高于非病毒感染组,提示病毒感染可能是导致OAB病情进展的可能因素。通过进一步分析发现, OAB病毒感染组组的华氏葡萄球菌、人葡萄球菌和表皮葡萄球菌的相对丰度显著增加。我们发现的JC病毒主要为7B亚型和7A亚型,既往已有报道OAB与JC病毒的感染相关,且其亚型主要集中分布于欧洲的1型和1B型,本团队的研究符合JC病毒的流行分布,且扩充了致OAB的JC病毒亚型。米拉贝隆作为β3受体激动剂药物已用于OAB的常规治疗,但对于部分OAB患者其疗效甚微,本团队通过对64例成年女性OAB患者的尿样进行16S rRNA基因测序,记录米拉贝隆治疗前后患者的膀胱过度活动症症状评分(OABSS),并将患者分为有效组和无效组,分析了尿液菌群中某些属的相对丰度与OABSS的关系;对亚组分析后发现泌尿道菌群中产丁酸盐菌丰度较低组中,OABSS评分在米拉贝隆治疗后显著降低,而在丰度较高组中,米拉贝隆治疗前后OABSS评分无明显变化,说明丁酸盐在米拉贝隆缓解OAB的疗效中起着反面角色;最后根据OAB患者尿液菌群中乳杆菌属的相对丰度建立了米拉贝隆对于OAB的疗效预测模型。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Interplay between bladder microbiota and overactive bladder symptom severity: a cross-sectional study.
膀胱微生物群与膀胱过度活动症症状严重程度之间的相互作用:一项横断面研究
  • DOI:
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  • 作者:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    Nutrients
  • 影响因子:
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  • 作者:
    Huang L;Liu Z;Wu P;Yue X;Lian Z;He P;Liu Y;Zhou R;Zhao J
  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 发表时间:
    2022-01-04
  • 期刊:
    BMC microbiology
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Chen C;Huang Z;Huang P;Li K;Zeng J;Wen Y;Li B;Zhao J;Wu P
  • 通讯作者:
    Wu P

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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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