MSC调控ARDS炎症反应的新机制——旁分泌TGF-β诱导Treg/Th17极化平衡

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81571874
  • 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:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Acute respiratory distress syndrome (ARDS) is characterized by uncontrolled inflammation caused by the imbalance of anti-inflammation and pro-inflammation. Bone marrow derived Mesenchymal stem cells (MSCs) have the capacity to prevent this uncontrolled inflammation. However, the mechanism for it has not yet been clarified. We and other researchers found that Regulatory T cells (Treg) /T Helper type 17 (Th17) polarization plays an important role in the uncontrolled inflammation of ARDS. As we all know, both Treg and Th17 polarization need Transforming Growth Factor-β (TGF-β). MSC paracrines TGF-β and can regulate the polarization of Treg and Th17. What’s more, according to our preliminary trials, MSC can increase TGF-β level and Treg/Th17 ratio in the lung of ARDS mice. Therefore, we hypothesize that MSC inhibits inflammation of ARDS by inducing Treg/Th17 polarization balance mediated by paracrine TGF-β. In this study, we investigate the role of Treg/Th17 polarization induced by MSC in ARDS and identify its mechinism whether it is associated with the paracrine soluble factors TGF-β in vitro study. What’s more, in vivo mouse model, we inject MSCs through tail vein after LPS-induced lung injury, then we quantify both Treg and Th17 and estimate their function in regulating immune responses, assess the inflammation in lung tissue and also evaluate the injuried lung restoration to demostrate the protective effect of MSC paracrine TGF-β for ARDS.
抑炎和促炎反应失衡所致的炎症反应失控是ARDS发生发展的关键。MSC能有效控制ARDS失控的炎症反应,然而其具体作用环节和机制尚不清楚。Treg/Th17极化失衡在ARDS炎症反应失控中扮演着重要角色。MSC能调节Treg和Th17极化且能分泌二者极化的主要调节因子TGF-β。结合我们预实验发现MSC能上调ARDS小鼠肺组织中TGF-β水平和Treg/Th17计数比,推测旁分泌TGF-β诱导Treg/Th17极化平衡可能是MSC纠正ARDS炎症反应失衡的机制。本研究拟在MSC与Naïve CD4+T间接共培养和LPS诱导ARDS小鼠模型之上,利用基因工程上调或抑制MSC对TGF-β的分泌,体外以及在体实验证实ARDS时MSC通过旁分泌TGF-β能促进Naïve CD4+T向Treg极化而抑制其向Th17极化,诱导Treg/Th17极化平衡,从而纠正失控的炎症反应、减轻肺损伤并促进肺修复。

结项摘要

调节性T细胞(Treg)/辅助型T细胞(Th)17失衡是介导急性呼吸窘迫征(ARDS)免疫损伤的重要环节,是治疗ARDS的关键,间充质干细胞(MSC)可诱导CD4T细胞向Treg分化,结合我们前期发现MSC对ARDS早期炎症反应具有重要的调控作用,因而假设恢复Treg/Th17分化平衡可能是介导MSC调控ARDS失控的免疫炎症反应的重要路径。为证实该假设并进一步探讨ARDS时MSC调控Treg/Th17失衡的机制,(1)利用外周血样本,通过临床回顾性研究从转录水平证实ARDS患者存在Treg/Th17失衡;(2)通过LPS与低氧刺激,建立体外ARDS微环境模型,证实LPS或/与低氧刺激可引起Treg分化减少,Th17分化,即Treg/Th17分化失衡,同时细胞存活减少;(3)通过体外MSC与CD4+T细胞直接/间接共培养,发现MSC均可恢复ARDS微环境下Treg/Th17失衡,同时分泌抑炎型分泌因子增加,证实MSCs治疗作用不依赖细胞直接接触,给予TGF-β1中和阻断后,MSC治疗作用消失,证实旁分泌TGF-β1是MSC改善ARDS微环境下Treg/Th17失衡的重要环节;(4)建立慢病毒介导的TGF-β1高表达MSC,通过在体实验评价该细胞对LPS诱导的ARDS小鼠肺部Treg/Th17分化、炎症反应及病理损伤的影响,发现高表达TGF-β1MSC可进一步改善Treg/Th17分化平衡,抑制IL-17A表达,促进IL-10表达,改善肺毛细血管通透性,减轻病理损伤,同时不增加肺纤维化的发生。(5)体外MSC与CD4T细胞共培养基础上,通过生物信息学分析及miR-155表达检测,发现MSC可抑制LPS-低氧诱导下miR-155表达升高,TGF-β1中和后其作用消失,用时利用miR-155mimic转染上调细胞内miR-155水平后,促Treg型转录因子PTPN2、Foxp3基因表达降低,Treg分化减少,而Th17分化增加。综上可以证明:(1)MSC通过旁分泌TGF-β1 改善ARDS微环境下Treg/Th17失衡;(2)高表达TGF-β1MSC通过改善Treg/Th17失衡减轻ARDS小鼠肺部炎症反应及病理损伤;(3)抑制miR-155表达,释放对Treg型转录因子靶向结合是MSC旁分泌TGF-β1调控ARDS-Treg/Th17分化平衡的重要机制(之一)。

项目成果

期刊论文数量(24)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
重症感染相关性脑病发病机制研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中华重症医学电子杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李淑子;徐静媛;谢剑锋;潘纯;邱海波
  • 通讯作者:
    邱海波
Ang II-AT2R increases mesenchymal stem cell migration by signaling through the FAK and RhoA/Cdc42 pathways in vitro.
Ang II-AT2R 通过体外 FAK 和 RhoA/Cdc42 通路信号传导增加间充质干细胞迁移
  • DOI:
    10.1186/s13287-017-0617-z
  • 发表时间:
    2017-07-12
  • 期刊:
    Stem cell research & therapy
  • 影响因子:
    7.5
  • 作者:
    Xu XP;He HL;Hu SL;Han JB;Huang LL;Xu JY;Xie JF;Liu AR;Yang Y;Qiu HB
  • 通讯作者:
    Qiu HB
病理生理学的进步改变急性呼吸窘迫综合征的治疗策略
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中华重症医学电子杂志(网络版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    潘纯;邱海波
  • 通讯作者:
    邱海波
The Vascular Endothelial Growth Factors-Expressing Character of Mesenchymal Stem Cells Plays a Positive Role in Treatment of Acute Lung Injury In Vivo.
间充质干细胞的血管内皮生长因子表达特性在体内治疗急性肺损伤中发挥积极作用
  • DOI:
    10.1155/2016/2347938
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Mediators of inflammation
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Yang Y;Hu S;Xu X;Li J;Liu A;Han J;Liu S;Liu L;Qiu H
  • 通讯作者:
    Qiu H
Effects of chloride content of intravenous crystalloid solutions in critically ill adult patients: a meta-analysis with trial sequential analysis of randomized trials
静脉注射晶体溶液氯化物含量对危重成年患者的影响:随机试验序贯分析的荟萃分析
  • DOI:
    10.1186/s13613-019-0506-y
  • 发表时间:
    2019-02-13
  • 期刊:
    ANNALS OF INTENSIVE CARE
  • 影响因子:
    8.1
  • 作者:
    Xue, Ming;Zhang, Xiwen;Qiu, Haibo
  • 通讯作者:
    Qiu, Haibo

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其他文献

急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征基因治疗进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中华急诊医学杂志
  • 影响因子:
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  • 作者:
    贺宏丽;陈秋华;刘玲;邱海波
  • 通讯作者:
    邱海波
重症感染的早期诊断和治疗
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    实用医院临床杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    潘纯;杨毅;邱海波;PAN Chun,YANG Yi,QIU Hai-bo(Department of Critical
  • 通讯作者:
    PAN Chun,YANG Yi,QIU Hai-bo(Department of Critical
多组分玻色-约瑟夫森结中的部分测度同步
  • DOI:
    10.13885/j.issn.0455-2059.2015.02.021
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    兰州大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邱海波;田静
  • 通讯作者:
    田静
趋化因子CXCL12及其受体对间充质干细胞归巢治疗急性呼吸窘迫综合征的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中华内科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨岚;刘艾然;潘纯;邱海波;郭凤梅
  • 通讯作者:
    郭凤梅
组胺和类胰蛋白酶在大鼠慢性胰腺炎疼痛中的作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    第二军医大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    虞大为;邱海波;俞卫锋;陆智杰
  • 通讯作者:
    陆智杰

其他文献

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AI技术路线图

邱海波的其他基金

内皮细胞外囊泡介导Th17/Treg失衡在ARDS中作用及机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    297 万元
  • 项目类别:
    重点项目
血管紧张素II促进骨髓间充质干细胞跨肺微血管内皮迁移的机制研究
  • 批准号:
    81372093
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    70.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Wnt信号通路调控MSC向ALI肺泡上皮细胞分化的机制研究
  • 批准号:
    81070049
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    33.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
AngII-ATR途径在介导ALI肺微血管内皮炎症效应中的作用研究
  • 批准号:
    30640012
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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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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