STAT3/STAT5基因甲基化调控Th17/Treg细胞因子在PM2.5加重哮喘中的作用

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81872589
  • 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:
    H3001.环境卫生
  • 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

Ambient PM2.5 can exacerbate asthma. In previous studies of our team, we demonstrated that PM2.5 can stimulate an increase of JAK2 and STAT3 gene and protein expressions in human bronchial epithelial cells, and PM2.5 may change the methylation levels of one downstream signal of STAT5, Foxp3 gene in lung of asthma rats, and can decrease the gene transcription levels of TGF-β1. It was shown that STAT3 and STAT5 modulated the differentiation of Th17 cells and Treg cells by RORγt and Foxp3 genes, respectively, which can promote the secretion of corresponding Th17 and Treg cytokines that are involved in the regulation of asthma exacerbation. At present, the research of effects of PM2.5 on DNA methylation of STAT3 and STAT5 has been rarely reported.The relationship between methylation and downstream signaling molecules is not discussed. In this study, population panel study, rat experiment and cell experiment will be performed. Immunofluorescence, pyrosequencing and siRNA will be used to investigate the mechanism of PM2.5 and its aqueous and organic extracts to aggravate asthma based on scientific hypothesis of the regulatory role of STAT3/STAT5 and its DNA methylation on Th17/Treg cytokines, which will provide scientific evidence for the prevention and treatment of asthma, and references of illuminating the mechanism of asthmatic exacerbation induced by PM2.5 and its different constituents.
空气PM2.5可加重人群哮喘发作。课题组前期系列研究表明PM2.5可引起人支气管上皮细胞JAK2和STAT3基因和蛋白表达增加,PM2.5可引起哮喘大鼠肺脏STAT5下游Foxp3基因甲基化改变,细胞因子TGF-β1基因转录降低。研究表明,STAT3和STAT5通过RORγt和Foxp3分别调节Th17和Treg细胞分化,从而产生相应Th17和Treg细胞因子参与哮喘调控。目前PM2.5对STAT3和STAT5的DNA甲基化研究非常少见,二者甲基化与下游信号分子表达的关系尚不清楚。本研究采用人群定组研究、大鼠实验和细胞实验,运用免疫荧光、焦磷酸测序、siRNA等方法,围绕STAT3/STAT5 及其DNA甲基化调控Th17/Treg细胞因子科学假设,探讨PM2.5及其水溶组分、有机组分提取物加重哮喘的机制,为哮喘防治提供科学的靶向资料,为PM2.5及其不同组分加重哮喘发作机制提供参考。

结项摘要

PM2.5是一种主要大气污染物,其成分复杂,与哮喘等疾病显著相关。本研究通过分析PM2.5及其不同组分对哮喘加重的影响,探讨JAK2-STAT3-RORγt、JAK2-STAT5-Foxp3信号通路和Th17/Treg细胞以及STAT3/ RORγt和STAT5/ Foxp3 DNA甲基化在哮喘加重中的调控作用。结果表明,PM2.5及14种多环芳烃、12种重金属和5种水溶性离子具有季节性差异。混合效应模型分析发现,PM2.5与哮喘患者肺功能V50/25有显著相关性。As每增加1ng/m3,FEV1/FVC降低3.84%。PM2.5中BaA、BaP、BbF与肺功能IC呈显著负相关。BpE、DBA、Pb、Cl-与Treg、Th17、Treg/Th17以及鼻粘液中IL-23和TGF-β显著相关。证实了JAK2-STAT3-RORγt和JAK2-STAT5-Foxp3信号通路和Th17/Treg细胞在PM2.5及其不同组分加重大鼠哮喘发作中的调节作用。PM2.5以及水溶、有机染毒高剂量组均可引起p-STAT3、RORγt的基因和蛋白高表达,外周血Th17细胞高表达,Treg细胞比例降低,BALF中IL-23、IL-10和TGF-β1表达增高。PM2.5及各成分均可引起哮喘大鼠STAT3基因甲基化降低,而5-Aza可有效拮抗。PM2.5及其水溶和有机组分可增加Jurkat T细胞JAK2、STAT3和RORγt的基因和蛋白表达,减少STAT5和Foxp3的表达,降低Treg细胞比例,增加IL-17和IL-23的含量,减少IL-10和TGF-β的释放。AG490处理后,信号分子和细胞因子出现逆转。PM2.5及其水溶、有机组分均可引起细胞Foxp3基因甲基化升高,5-aza处理后,甲基化水平明显降低。本研究为认识PM2.5加重哮喘提供了表观遗传学和免疫学线索,对哮喘的治疗和预防提供依据。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
PM2.5 and water-soluble components induce airway fibrosis through TGF-β1/Smad3 signaling pathway in asthmatic rats
PM2.5和水溶性成分通过TGF-β1/Smad3信号通路诱导哮喘大鼠气道纤维化
  • DOI:
    10.1016/j.molimm.2021.06.005
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Molecular Immunology
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Hongyan Wu;Dan Wang;Hao Shi;Nannan Liu;Caihong Wang;Jiayu Tian;Xin Wang;Zhihong Zhang
  • 通讯作者:
    Zhihong Zhang
交通相关PM_(2.5)不同组分对哮喘大鼠肺部炎症及外周血中Treg细胞比例的影响
  • DOI:
    10.16241/j.cnki.1001-5914.2019.04.001
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    环境与健康杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王静;赵会超;吴红燕;张志红
  • 通讯作者:
    张志红
Effects of ambient fine particulate matter on oxidative stress, inflammation and janus kinase/signal transducer and activator of transcription signal molecules: a panel study of asthmatic adults in Taiyuan, China
环境细颗粒物对氧化应激、炎症以及 janus 激酶/信号转导器和转录信号分子激活剂的影响:对中国太原成人哮喘患者的小组研究
  • DOI:
    10.1007/s11869-021-01139-y
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Air Quality, Atmosphere & Health
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Nannan Liu;Xiaoyan Ma;Jing Wang;Liangpo Liu;Hong Geng;Bianzhuan Yang;Jianbiao Han;Jiayu Tian;Xin Wang;Caihong Wang;Dan Wang;Hao Shi;Guoguo Qiao;Haifang Liu;Zhihong Zhang
  • 通讯作者:
    Zhihong Zhang
交通相关细颗粒物PM2.5诱导大鼠脾细胞凋亡及其机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国药理学与毒理学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王丹;乔果果;张志红
  • 通讯作者:
    张志红
交通相关 PM2.5及其水溶成分诱导哮喘大鼠脾脏自噬及 NLRP3 炎症小体活化的机制研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    现代预防医学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    石浩;吴红燕;王欣;田家瑜;王彩红;张志红
  • 通讯作者:
    张志红

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其他文献

大气细颗粒物免疫毒性研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
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    --
  • 作者:
    邱勇;张志红
  • 通讯作者:
    张志红
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    土木工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张志红
  • 通讯作者:
    张志红
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    机械工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张志红;郭伟;何桢
  • 通讯作者:
    何桢
红树植物海漆ISSR条件的优化。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中山大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张志红;谈凤笑;何航航;吴令辉;钟才荣;施苏华
  • 通讯作者:
    施苏华
凝胶色谱和紫外光谱法对煤四氢呋喃抽提物的分析
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    分析化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张志红;叶翠平;谢克昌;冯杰;李文英
  • 通讯作者:
    李文英

其他文献

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张志红的其他基金

RNA m6A甲基化修饰调控FOXJ1在PM2.5和O3联合暴露加重哮喘中的作用及机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
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  • 资助金额:
    32.0 万元
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    青年科学基金项目

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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

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          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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