大气细颗粒物诱导的内质网整合应激效应对气道黏蛋白加工的影响机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81860001
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    35.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0102.呼吸系统感染、炎症与免疫
  • 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

Airway mucus hypersecretion is the major pathologic feature of chronic airway inflammation induced by PM2.5 exposure. It is known that PM2.5 could induce inflammation and airway epithelia injury, Mucin(MUC) 5AC is the secondary effects induced by inflammation, the regulation of mucin secretion, which is known related to the regulation of MUC5AC transcription, can not well explain the substantial increasing of mucus hypersecretion. We speculate that under the stimulation of PM2.5, post-translational MUC5AC protein modifications are altered by oxidative stress-induced endoplasmic reticulum integrated stress response(ISR). This effect is achieved by affecting the signal recognition particle (SRP) and the endoplasmic reticulum (ER) membrane protein translocator Sec61, which interacted to mediate prototype peptide transferring to endoplasmic reticulum. In this research, we will detect the expression and distribution of ISR-related protein in airway epithelial cell cultured in vitro, the alteration of SRP and Sec61 protein and their interaction will be observed by co-immunoprecipitation. Then we will verify the effects of SRP and Sec61 on MUC5AC protein secretion by negative-gene transfection, postive-gene transfection, and RNA interference, also the effect of ISR on the interaction of SRP and Sec61 will be elucidated. This study will improve our understanding of the mechanism involved in mucus hypersecretion under PM2.5 exposure, also it may provide some effective targets for the prevention and intervention of mucus secretion.
黏液高分泌是PM2.5长期暴露所致气道炎症的重要表现,此高分泌粘蛋白(MUC)的表型主要为MUC5AC。目前PM2.5对气道的致炎效应及上皮损害作用已有较明确认知,但对其导致黏液中高分泌的认识仍停滞于源自炎症因子的继发效应,此只限于转录水平提升的机制无法解释MUC5AC后期加工能力大幅提升的需求。考虑到氧化应激是PM2.5的主要致炎机制,故气道上皮细胞应可藉氧化应激诱导内质网整合应激反应(ISR)提升蛋白加工负荷,该效应系通过影响信号识别颗粒(SRP)和亲水性移位通道复合体Sec61介导雏形肽向内质网移位这两个节点实现的。本研究采用体外培养细胞,观察PM2.5刺激下ISR相关效应蛋白的表达及分布特点,以及SRP和Sec61的变化特征,并观测两组蛋白间的相互作用。并籍缺陷基因转染、RNA干扰等节点抑制的方法,验证此两个门控因子的地位,了解ISR对其介导作用的影响,有望为防治提供有效靶点。

结项摘要

大气环境在呼吸道疾病发生发展中起着重要的作用,PM2.5是近年来研究的热点。内质网应激作为细胞的一种防御性反应,可抵抗机体免受损伤,但过度的有害刺激,则使内质网应激持续激活,导致一系列伤害性反应。本课题采用PM2.5及中性粒细胞弹力蛋白酶(NE)作为诱导因素,探讨内质网应激在诱导气道炎症及黏蛋白生成中的作用。通过比较未吸烟无慢支炎、吸烟慢支炎的患者手术支气管肺组织标本,了解慢性炎症时内质网应激相关蛋白的表达差异;构建COPD大鼠模型,予以NAC、4-PBA干预,比较干预前后气道炎症及黏蛋白生成情况;体外培养气道上皮细胞,分别予以PM2.5及NE刺激,并予以不同通路内质网应激蛋白抑制剂处理,流式细胞术检测细胞凋亡情况,ELISA、Real-time PCR及Western blot检测各组的内质网应激相关蛋白及细胞炎性因子、黏蛋白MUC5AC的表达变化情况;进一步构建了IRE1α siRNA、NOD1siRNA、SRP54 siRNA、SRPRα siRNA及Sec61 siRNA并转染细胞,免疫荧光双染色检测IRE1α及NOD1的共表达情况,检测IRE1α、NOD1、细胞炎性因子、黏蛋白MUC5AC的表达变化。研究结果显示,慢性炎症患者及COPD大鼠模型气道组织中内质网应激蛋白表达增多,予以抗氧化剂及内质网应激抑制剂干预可减轻气道炎症,减少黏蛋白生成;PM2.5及NE均能诱导ROS 生成,引起内质网应激反应,抑制PERK、ATF6、IRE1α通路均能使炎性因子表达及MUC5AC生成降低,但IRE1α组降低明显。IRE1α siRNA及XBP1siRNA能降低NE诱导的气道炎症及黏液分泌,同时在PM2.5诱导的上皮细胞中,IRE1α siRNA、NOD1siRNA导致NOD1表达降低,NF-κBp65核转运减少,IL-6、TNF-α、MUC5AC生成减少。SRP54 siRNA、SRPRα siRNA及Sec61 siRNA均能使MUC5AC表达降低。表明内质网应激通路及转运分子参与了PM2.5及NE诱导的气道炎症及黏液分泌。PM2.5及NE产生氧化应激,诱导内质网应激相关蛋白活化。多种信号通路如IRE1α/XBP1及IRE1α/NOD1/NF-κB参与了气道炎性因子及黏液分泌生成增多的过程。同时,信号识别颗粒(SRP)和亲水性移位通道复合体Sec61也介导了黏蛋白M

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)
Overexpression of hsa_circ_0061817 Can Inhibit the Proliferation and Invasion of Lung Cancer Cells Based on Active Compounds
基于活性化合物的hsa_circ_0061817过表达可抑制肺癌细胞的增殖和侵袭
  • DOI:
    10.1155/2022/4509019
  • 发表时间:
    2022-09
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ye Longping;Zhong Youqing;Hu Lihua;Huang Ya;Tang Xiang;Yu Shanjun;Huang Jianxin;Wang Ziyuan;Li Qi;Zhou Xiangdong
  • 通讯作者:
    Zhou Xiangdong
内质网应激通路需肌醇酶1α/X盒结合蛋白1在中性粒细胞弹力蛋白酶诱导的气道黏液分泌中的作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李琪;周向东;曾曼;Kolosov VP;Perelman JM
  • 通讯作者:
    Perelman JM
白细胞介素-1受体相关激酶通过TLR-4/MyD88信号通路调控内毒素诱导的气道黏液高分泌
  • DOI:
    10.7507/1671-6205.202002114
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中国呼吸与危重监护杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何明欣;张华;周向东;尤列·皮尔曼;维克多·科罗索夫;李琪
  • 通讯作者:
    李琪
皮层肌动结合蛋白不同位点磷酸化对人气道上皮细胞黏蛋白5AC分泌的影响。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中南大学学报(医学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李琪;周向东;曾曼;钟有清;维克多.科罗索夫;尤列.皮尔曼
  • 通讯作者:
    尤列.皮尔曼
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中国免疫学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贾盼红;熊晓嫚;李琪;周向东;唐欢欢;王杰
  • 通讯作者:
    王杰

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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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