线粒体自噬抑制肺泡巨噬细胞焦亡阻断mtDNA对脓毒症肺损伤放大作用的实验研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81871548
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    56.0万
  • 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:
    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

It is well known that mitochondrial in alveolar macrophages (AM) are damaged and release mitochondria DNA (mtDNA) to cytoplasm in sepsis-induced lung injury, lead to production of caspase-1, cleavage the precursor of IL-1β into mature IL-1β, Recent studies have shown that caspase-1 also induces cell death in a variety of cells, causing the release of inflammatory factors such as IL-1β, and amplifying the inflammatory response. However, whether mtDNA in AM can induce pyroptosis has not been reported. In our exploratory study (i.e., the AM treated with LPS and mtDNA) we found that IL-1β and pyroptosis proteins, GSDMD, were higher in expression levels than those in AM stimulated by LPS; Other studies have been confirmed by the fact that when mitochondria are damaged, Parkin would be recruited to the mitochondrial outer membrane to initiate mitophagy. Therefore, we propose a scientific hypothesis that enhancing mitophagy in sepsis-induced lung injury, can reducing the release of mtDNA in AM, inhibit pyroptosis. In the proposed project we plan to construct a lentiviral vector to transfect pakin gene to upregulate mitophagy and knocked out the GSDMD pyroptosis gene in sepsis-induced lung injury models in vitro and in vivo, to study the effects and mechanisms of its impact on inhibition of pyroptosis and block the amplification effect of mtDNA on the pulmonary inflammatory. We anticipate that the proposed research will provide a new way to treat septic lung injury.
脓毒症肺损伤时肺泡巨噬细胞(AM)线粒体受损并向细胞质中释放出线粒体DNA(mtDNA),引起caspase-l生成,将IL-1β前体剪切为成熟IL-1β。最新研究表明,在多种细胞中caspase-l同时还诱导焦亡,引起IL-1β等炎症因子释放。然而,AM内mtDNA能否诱导细胞焦亡未见报道。我们探索性采用LPS联合mtDNA作用于AM,发现IL-1β、焦亡蛋白GSDMD均较LPS组升高;另有研究证实,线粒体受损时Parkin被招募至线粒体外膜可启动线粒体自噬,清除受损线粒体。因此,我们提出科学假说,脓毒症肺损伤时,增强线粒体自噬,可清除受损线粒体,降低AM内mtDNA释放,抑制焦亡。本项目拟在脓毒症肺损伤体内外模型中,构建慢病毒载体上/下调pakin基因调控线粒体自噬,并敲除GSDMD焦亡基因,研究其对抑制焦亡、阻断mtDNA对肺内炎症放大作用的影响及机制,为治疗脓毒症肺损伤提供新途径。

结项摘要

线粒体自噬是清除受损或功能障碍线粒体的自噬过程,对维持细胞内环境的稳态具有重要意义。我们前期研究发现,在脓毒症肺损伤中,肺泡巨噬细胞(AM)线粒体受损释放出线粒体DNA(mtDNA),能够诱导细胞焦亡,放大肺内炎症反应。然而线粒体自噬能否调控细胞焦亡,阻断mtDNA对炎症反应的放大作用未见报道。本项目在脓毒症肺损伤体内外模型中,外源性予以mtDNA刺激,观察mtDNA对细胞焦亡及炎症因子水平的变化规律,随后调控线粒体自噬,观察线粒体自噬对脓毒症肺损伤的影响,最后进一步从miRNA表观遗传学的角度,探索了线粒体自噬调控AM细胞焦亡的分子机制。结果发现:(1)mtDNA通过NLRP3炎症小体通路,诱导AM焦亡,放大脓毒症肺内炎症反应;(2)增强线粒体自噬可抑制细胞焦亡,减轻mtDNA对脓毒症肺损伤的放大作用;(3)增强线粒体自噬可降低胞质mtDNA水平,使miR-138-5p启动子去甲基化,从而抑制NLRP3炎症小体活化及AM焦亡,减轻脓毒症肺损伤。基于以上结果,我们得出结论,增强线粒体自噬可减少mtDNA释放,抑制NLRP3炎症小体活化及AM焦亡,降低肺内炎症反应,对脓毒症肺损伤发挥保护作用,为临床治疗脓毒症肺损伤提供了新路径。

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)
LncRNA-5657 silencing alleviates sepsis-induced lung injury by suppressing the expression of spinster homology protein 2
LncRNA-5657 沉默通过抑制老处女同源蛋白 2 的表达来减轻脓毒症引起的肺损伤。
  • DOI:
    10.1016/j.intimp.2020.106875
  • 发表时间:
    2020-11-01
  • 期刊:
    INTERNATIONAL IMMUNOPHARMACOLOGY
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Liu, Fen;Hu, Shilin;Qian, Kejian
  • 通讯作者:
    Qian, Kejian
中性粒细胞胞外诱捕网放大脂多糖诱导的肺泡巨噬细胞炎症反应
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1006-2238.2019.1.008
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    江西医药
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵宁;李勇;邵强;杨云;陈家泉;彭巍;胡世林;钱克俭;刘芬
  • 通讯作者:
    刘芬
Suppression of lncRNA NLRP3 inhibits NLRP3-triggered inflammatory responses in early acute lung injury.
抑制lncRNA NLRP3可抑制早期急性肺损伤中NLRP3触发的炎症反应
  • DOI:
    10.1038/s41419-021-04180-y
  • 发表时间:
    2021-10-01
  • 期刊:
    Cell death & disease
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Luo D;Dai W;Feng X;Ding C;Shao Q;Xiao R;Zhao N;Peng W;Yang Y;Cui Y;Liu F;Qian K
  • 通讯作者:
    Qian K
miR-3587 Inhibitor Attenuates Ferroptosis Following Renal Ischemia-Reperfusion Through HO-1.
miR-3587 抑制剂通过 HO-1 减轻肾缺血再灌注后的铁死亡
  • DOI:
    10.3389/fmolb.2021.789927
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Frontiers in molecular biosciences
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Tao W;Liu F;Zhang J;Fu S;Zhan H;Qian K
  • 通讯作者:
    Qian K
Erastin 对脂多糖诱导的支气管上皮细胞炎症反应的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    江西医药
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邵强;刘芬;李勇;徐泽尧;陶文强;张建国;赵宁;钱克俭
  • 通讯作者:
    钱克俭

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其他文献

微小RNA-146a在脂多糖诱导肺泡巨噬细胞中的表达
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    刘芬
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  • DOI:
    10.3760/cma.j.issn.2095-4352.2016.11.006
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中华危重病急救医学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    刘芬
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  • DOI:
    10.3760/cma.j.issn.2095-4352.2019.12.003
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国危重病急救医学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邱欣良;潘烨;赵宁;钱克俭;詹以安
  • 通讯作者:
    詹以安
微小 RNA-155 可降低脂多糖诱导的肺泡巨噬细胞炎症反应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中华危重病急救医学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    彭巍;赵宁;刘琴;聂成;卿城;邵强;刘芬;钱克俭;丁成志
  • 通讯作者:
    丁成志

其他文献

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AI项目解读示例

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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