O-GlcNAc糖基化调控肺泡上皮细胞衰老参与特发性肺纤维化发病的分子机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81670058
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0108.间质性肺疾病
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The incidence of idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) is significantly increasing as increased age, indicating IPF is a aging related diseases. Among them, the senescence of alveolar epithelial cell plays an important role on the pathogenesis of IPF, but its specific molecular mechanism has not been fully elucidated. The glycosylation of protein is an important pathway for protein modification after translation and is involved in sorts of biological processes including gene transcription, signal transduction and cell growth and differentiation, and others. Abnormal modification of O-GlcNAc glycosylation is associated with age-related neurodegenerative disease. Our previous study found that among senescent alveolar epithelial cells and lung tissue samples from IPF patients, the level of O-GlcNAc glycosylation significantly decreased; otherwise the expression of endoplasmic reticulum stress related protein, and aging-related markers p21 and SA-β-Gal changed reversely. We speculate that through endoplasmic reticulum stress, decreased level of O-GlcNAc glycosylation, mediates alveolar epithelial cell to senescence, and then contributes to the development of idiopathic pulmonary fibrosis. In this project, using gene manipulation and specific pathway inhibitors, regulating O-GlcNAc glycosylation in the animal and cellular model, we clarify the role of O-GlcNAc glycosylation in the process and development of IPF, reveal that underlying molecular mechanism regarding O-GlcNAc glycosylation mediates the senescence of alveolar epithelial cells by endoplasmic reticulum stress. In future, this project will provide theoretical basis for targeted therapy and intervention treatment in view of the molecular mechanism of epithelial cells senescence.
特发性肺纤维化(IPF)发病率随着年龄增加而明显增高,提示IPF是一种衰老相关性疾病。肺泡上皮细胞衰老在IPF发病发挥了重要作用,其具体分子机制尚未阐明。糖基化修饰参与了基因转录、信号转导和细胞生长与分化等生物学过程, O-GlcNAc 糖基化修饰异常与衰老相关的神经退行性疾病发生有关。我们前期研究发现,在肺泡上皮细胞衰老模型和IPF肺组织标本中的蛋白质O-GlcNAc糖基化水平明显下降,但内质网应激相关蛋白与p21,SA-β-Gal等衰老标记明显增高。我们推测,O-GlcNAc糖基化水平降低,通过内质网应激介导肺泡上皮细胞衰老,参与IPF发生和发展。本项目拟用基因操控及特异性通路抑制剂等方法,调控O-GlcNAc糖基化水平,在动物及细胞水平,阐明O-GlcNAc糖基化在IPF发生和发展中作用,揭示其介导肺泡上皮细胞衰老分子机制,为将来针对上皮细胞衰老的靶点治疗和干预提供理论依据。

结项摘要

特发性肺纤维化(Idiopathic pulmonary fibrosis,IPF)是一种特殊形式的慢性、进行性、纤维化间质性肺炎; IPF的发病率随着年龄增加而明显升高,提示IPF是一种衰老相关性疾病,但导致肺泡上皮细胞衰老分子机制尚未完全阐明。内质网应激水平与增龄相关,且内质网应激在IPF发病过程中发挥了重要的作用。.蛋白质O-GlcNAc修饰,是指单个N-乙酰葡萄糖胺(N-acetylglucosamine, GlcNAc)以O-糖苷键与蛋白质的丝氨酸(Ser)/苏氨酸(Thr)的羟基相连。O-GlcNAc修饰由OGT(O-GlcNActransferase)和OGA(O-GlcNAcase)分别调节。O-GlcNAc修饰及信号通过动态可逆调节细胞内代谢和信号通路, 从而对各种应激压力做出迅速的反应。既往研究证实调控O-GlcNAc信号可减轻缺血缺氧诱导的内质网应激引起心肌细胞死亡。但肺泡上皮细胞的O-GlcNAc信号与内质网应激,衰老之间相互联系,及O-GlcNAc信号在IPF发病过程中的作用及分子机制尚不清楚。.我们对IPF及小鼠肺纤维化肺组织研究证实,肺纤维化肺组织中的O-GlcNAc,OGT和OGA蛋白表达异常;而内质网应激状态及衰老明显升高。在博来霉素(BLM)和衣霉素(TM)诱导的内质网应激及肺泡上皮细胞的细胞衰老中,发现O-GlcNAc,OGT和OGA下降,而内质网应激(GRP78、p-eIPF2α、XBP-1、CHOP)及衰老指标(P21,P16)表达增加。敲减OGA基因肺泡上皮细胞的O-GlcNAc升高趋势;用BLM诱导敲减OGA肺泡上皮细胞,肺泡上皮细胞的P21,GRP78、p-eIF2α和CHOP表达明显增加。敲减GRP78基因的肺泡上皮细胞经BLM诱导,其P21较无效敲减加降低,同时p-eIF2α磷酸化水平降低,提示抑制GRP78表达,可部分减轻肺泡上皮细胞的内质网应激和衰老。.肺纤维化肺组织O-GlcNAc,OGT和OGA蛋白表达异常,提示O-GlcNAc信号通路参与了特发性肺纤维化发病。O-GlcNAc信号通过调控肺泡上皮细胞的内质网应激和衰老。这些结果为O-GlcNAc信号通路与ER应激和衰老之间可能的相互作用提供了新的见解,并可能部分解释O-GlcNAc信号通路在肺纤维化发病中的作用及机制。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Association of serum macrophage-mannose receptor CD206 with mortality in idiopathic pulmonary fibrosis
血清巨噬细胞甘露糖受体 CD206 与特发性肺纤维化死亡率的关系
  • DOI:
    10.1016/j.intimp.2020.106732
  • 发表时间:
    2020-09-01
  • 期刊:
    INTERNATIONAL IMMUNOPHARMACOLOGY
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Zou, Ruyi;Gui, Xianhua;Cai, Hourong
  • 通讯作者:
    Cai, Hourong
多肌炎/皮肌炎相关间质性肺疾病患者肌炎特异性抗体检测的临床意义
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中华结核和呼吸杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谢苗苗;演 欣;李慧;丁晶晶;桂贤华;刘寅;王永生;陈智勇;蔡后荣
  • 通讯作者:
    蔡后荣
Quantitative proteomic characterization of lung tissue in idiopathic pulmonary fibrosis
特发性肺纤维化肺组织的定量蛋白质组学特征
  • DOI:
    10.1186/s12014-019-9226-4
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Clinical Proteomics
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Tian Yaqiong;Li Hui;Gao Yujuan;Liu Chuanmei;Qiu Ting;Wu Hongyan;Cao Mengshu;Zhang Yingwei;Ding Hui;Chen Jingyu;Cai Hourong
  • 通讯作者:
    Cai Hourong
PTEN loss regulates alveolar epithelial cell senescence in pulmonary fibrosis depending on Akt activation
PTEN 缺失通过 Akt 激活调节肺纤维化中的肺泡上皮细胞衰老
  • DOI:
    10.18632/aging.102262
  • 发表时间:
    2019-09-30
  • 期刊:
    AGING-US
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Qiu, Ting;Tian, Yaqiong;Cai, Hourong
  • 通讯作者:
    Cai, Hourong
特发性肺纤维化急性加重的新认识
  • DOI:
    10.3760/cma.j.issn.1001-0939.2017.05.011
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    蔡后荣.

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  • 通讯作者:
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    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘传梅;蔡后荣
  • 通讯作者:
    蔡后荣
特发性与结缔组织病继发性间质性肺炎患者外周血浆KL-6表达及意义
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    --
  • 发表时间:
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    --
  • 作者:
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    蔡后荣
血清KL-6水平在间质性肺疾病诊断中的价值研究
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    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国呼吸与危重监护杂志
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    --
  • 作者:
    任登华;丁晶晶;蔡后荣;桂贤华;代静泓;张英为;黄妹;曹敏
  • 通讯作者:
    曹敏

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PTEN调控线粒体脂肪酸氧化介导肺泡上皮细胞衰老参与肺纤维化形成的机制
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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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