Wnt4/Fzd10/LRP6-NLK信号轴调控炎症微环境促进强直性脊柱炎异位成骨的机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81772307
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0602.运动系统免疫相关疾病
  • 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

Axial skeleton ankylosis resulted from ectopic bone formation is a major cause of disability in patients with Ankylosing Spondylitis (AS). No targeted and effective therapy is so far available to prevent ankylosis progression in clinical practice. Previous studies have shown that low-intensity inflammation in the ethesis is essential for ectopic new bone formation in AS, while high-intensity inflammation has inhibitory effect. Previous studies have shown Wnt4 has dual function of inflammation suppression and osteogenesis induction. In our previous study, we observed Wnt4 overexpression in samples collected from AS correction surgeries. In a cell model of osteogenesis in inflammatory microenvironment, we found Wnt4 induced osteogenic differentiation by activation of NLK-JNK signaling. Wnt4 also suppressed inflammatory cytokines expression through activation of NLK and inhibition of NFκB. These Wnt4 molecular functions were highly Fzd10/LRP6 dependent. Therefore we hypothesize that Wnt4/Fzd10/LRP6-NLK signal axis enhances ectopic new bone formation in AS by regulation of enthesis inflammatory microenvironment. To prove this hypothesis, we propose the current study, including in vitro study for investigating the molecular mechanism of Wnt4/Fzd10/LRP6-NLK signal axis regulating enthesis inflammatory microenvironment and enhancing bone formation, as well in vivo study for validating its role in ankylosis. The potential findings would provide more insight of AS and help with identification of novel treatment strategy.
异位成骨导致的脊柱强直是强直性脊柱炎(AS)致残的重要原因,目前机制尚不清楚,临床上无有效的治疗方法。研究证实,附着点局部的低水平炎症刺激是异位成骨的必要条件,而高水平炎症则抑制异位成骨的发生。前期研究发现Wnt4具有抑制炎症和促进成骨的双重作用,申请人进一步发现,Wnt4在AS组织标本中高表达;Wnt4通过激活NLK进而抑制单核细胞的NFκBd通路及其下游的炎症因子表达,并通过激活NLK-JNK通路促进成骨细胞分化,且以上作用需要Wnt受体Fzd10与LRP6的参与。由此我们提出科学假设:Wnt4/Fzd10/LRP6-NLK信号轴通过抑制局部炎症水平和促进成骨分化的双重作用调控附着点区域炎症微环境,促进异位成骨的发生。本课题拟在细胞模型中探讨该信号轴上述作用的详细分子机制,并在动物模型中验证其在异位成骨病理过程中的作用。本研究有望揭示AS异位成骨的新机制,为其防治提供新的思路和靶点。

结项摘要

异位成骨导致的脊柱强直是强直性脊柱炎(AS)致残的重要原因,目前机制尚不清楚,临床上无有效的治疗方法。结合既往文献复习与前期预实验结果,课题组提出科学假设:Wnt4/Fzd10/LRP6-NLK信号轴通过抑制局部炎症水平和促进成骨分化的双重作用调控附着点区域炎症微环境,促进异位成骨的发生。本课题组围绕该假设按计划进行,进展顺利。.重要进展如下:.1.为明确AS中炎症相关的异位成骨的分子机制,本课题组建立模拟炎症微环境中成骨分化的细胞模型,并探讨Wnt蛋白对成骨的作用以及具体的调控机制。结果发现Wnt4通过Wnt4–Fzd1/6–LRP5/6–β-catenin和Wnt4–Fzd2–JNK-p38通路促进成骨分化。.2.课题组拓展研究,探讨CaSR在AS异位成骨中的作用。结果发现,成骨前体细胞中CaSR-PLCγ增强其成骨分化能力,介导了AS脊柱强直的形成。.3.课题组拓展研究,探究细胞外基质在AS异位成骨中的作用。结果发现,成纤维细胞分泌的细胞外基质TNC通过降低基质黏附力促进成软骨分化,进而促进AS病理性新骨的形成。.4.课题组拓展研究,结果发现BRD4通过上调lncRNA MANCR促进异位成骨的发生。.5.课题组拓展研究,结果发现HOTTIP通过与WDR5结合并激活Wnt/β-catenin信号通路促进成骨分化。.以上研究结果已整理发表SCI杂志论文5篇,其中中科院I区、IF>10论文2篇,中科院II区、IF>5论文2篇(FASEB J. 2019;EMBO Mol Med, 2020; Ann Rheum Dis, 2021;Bone Joint Res, 2021;Biochem Biophys Res Commun, 2020)。在本研究基础上,课题组主要成员相继获得国家自然科学基金面上项目2项,广东省自然科学基金杰出青年项目1项,参与培养研究生5名(2名获国家奖学金)。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Tenascin-C-mediated suppression of extracellular matrix adhesion force promotes entheseal new bone formation through activation of Hippo signalling in ankylosing spondylitis.
Tenascin-C 介导的细胞外基质粘附力抑制通过激活强直性脊柱炎中的 Hippo 信号促进附着点新骨形成
  • DOI:
    10.1136/annrheumdis-2021-220002
  • 发表时间:
    2021-07
  • 期刊:
    Annals of the rheumatic diseases
  • 影响因子:
    27.4
  • 作者:
    Li Z;Chen S;Cui H;Li X;Chen D;Hao W;Wang J;Li Z;Zheng Z;Zhang Z;Liu H
  • 通讯作者:
    Liu H
LncRNA HOTTIP enhances human osteogenic BMSCs differentiation via interaction with WDR5 and activation of Wnt/β-catenin signalling pathway
LncRNA HOTTIP 通过与 WDR5 相互作用并激活 Wnt/β-catenin 信号通路增强人成骨 BMSC 分化
  • DOI:
    10.1016/j.bbrc.2020.02.034
  • 发表时间:
    2020-04-16
  • 期刊:
    BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Liu, Ruiduan;Li, Zihao;Jin, Anmin
  • 通讯作者:
    Jin, Anmin
BRD4 promotes heterotopic ossification through upregulation of LncRNA MANCR.
BRD4 通过上调 LncRNA MANCR 促进异位骨化。
  • DOI:
    10.1302/2046-3758.1010.bjr-2020-0454.r1
  • 发表时间:
    2021-10
  • 期刊:
    Bone & joint research
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Liu L;Li Z;Chen S;Cui H;Li X;Dai G;Zhong F;Hao W;Zhang K;Liu H
  • 通讯作者:
    Liu H
Wnt4 signaling mediates protective effects of melatonin on new bone formation in an inflammatory environment
Wnt4信号介导褪黑激素对炎症环境中新骨形成的保护作用
  • DOI:
    10.1096/fj.201900093rr
  • 发表时间:
    2019-09-01
  • 期刊:
    FASEB JOURNAL
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Li, Xiang;Li, Zihao;Liu, Hui
  • 通讯作者:
    Liu, Hui
Aberrant upregulation of CaSR promotes pathological new bone formation in ankylosing spondylitis.
CaSR 的异常上调促进强直性脊柱炎病理性新骨形成
  • DOI:
    10.15252/emmm.202012109
  • 发表时间:
    2020-12-07
  • 期刊:
    EMBO molecular medicine
  • 影响因子:
    11.1
  • 作者:
    Li X;Chen S;Hu Z;Chen D;Wang J;Li Z;Li Z;Cui H;Dai G;Liu L;Wang H;Zhang K;Zheng Z;Zhan Z;Liu H
  • 通讯作者:
    Liu H

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  • 作者:
    刘辉;龙治豪;段铸;施惠鹏
  • 通讯作者:
    施惠鹏

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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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