细菌类硫氧还蛋白调控MAPK信号通路及鱼类抗感染机制的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31602187
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1907.水产生物免疫学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway activation plays critical role in regulating inflammatory responses. However, many pathogens have evolved divers strategies to inhibit MAPK and regulate host immune responses, which are often associated with increased virulence. Edwardsiella picisida is an important fish pathogen. To better understand the virulence of E. picisida during infection, in our previous work, we compared the transcriptome between in vitro-cultured and in vivo-infected bacteria, and revealed that ETAE_2186, trxlp, encoding a thioredoxin-like protein was significantly induced, and the Trxlp was proved to play an essential role in inhibiting ERK- and p38-MAPK signaling pathways, however, how Trxlp mediates MAPK inhibition in vivo and its roles in regulating fish immunologic defense are not well defined. In this work, using zebrafish larvae as the infection model, we plan to investigate the regulation of fish MAPK pathways by E. picisida virulence factor-Trxlp in vivo and further evaluate the effect of Trxlp-regulated MAPK signaling cascades on bacterial infection in vivo. Then, we will try to examine how Trxlp-regulated MAPK signaling cascades affect inflammatory cytokines-mediated and immune cells-mediated host anti-infection defense mechanism, which controls systemic infection of E. picisida in vivo. This work will give insights into how E. picisida escape fish host innate immunologic defenses, and also provide a platform to study the interaction of fish bacteria with fish host in vivo.
MAPK信号通路介导的炎症反应在宿主免疫防御中发挥了重要作用。同时,细菌通过毒力因子靶向MAPK信号以操控宿主免疫防御是病原实现系统性感染的重要机制。杀鱼爱德华氏菌是重要的鱼类病原,前期研究发现了一个新的细菌毒力因子-类硫氧还蛋白,其能够抑制ERK-和p38-MAPK信号通路,但该抑制信号如何调控鱼类的抗感染过程是一个有待研究的关键科学问题。我们推测类硫氧还蛋白抑制MAPK信号通路,可能影响了炎症因子的表达及免疫细胞的活化和招募,从而促进细菌的系统性感染。本项目将斑马鱼作为研究水产养殖病原和鱼类互作机制的模式动物,阐明类硫氧还蛋白在活体水平上对鱼类ERK-和p38-MAPK信号通路的抑制效应及其对增强细菌系统性感染的影响,进一步解析类硫氧还蛋白抑制MAPK信号通路对宿主抗感染机制的调控作用。本研究的成功实施将为深入理解杀鱼爱德华氏菌调控鱼类炎症信号通路、逃避宿主免疫杀伤机制奠定基础。

结项摘要

MAPK信号通路接到的炎症反应在宿主免疫防御中发挥了重要作用。同时,细菌通过独立音字靶向MAPK信号以操控宿主免疫防御是病原实现系统性感染的重要机制。本项目基于杀鱼爱德华氏菌效应物高通量筛选平台,鉴定了一个新的类硫氧还蛋白效应分子,采用晶体结构解析发现该蛋白具有保守的-WCxxC-基序特点,当其被转运到宿主细胞质后,通过模拟内源性硫氧还蛋白,靶向凋亡信号调节激酶 (ASK1) N端的特异性空间结合位点,阻断ASK1的磷酸化,抑制其下游Erk/p38-MAPK信号的级联磷酸化响应过程。基于上述结果,课题组建立了杀鱼爱德华氏菌显微注射感染斑马鱼幼鱼活体模型,进一步阐明了ASK1-MAPK信号通路的激活是控制细菌感染的关键信号之一。该研究成果首次发现了硫氧还蛋白作为效应分子在细菌感染过程中扮演角色,为深入解析病原-宿主互作分子机制提供了新思路。依托本项目的实施,在PLoS Pathogens等杂志发表论文4篇,培养研究生4人。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Neutrophil plays critical role during Edwardsiella piscicida immersion infection in zebrafish larvae
中性粒细胞在斑马鱼幼虫爱德华氏菌浸没感染过程中发挥关键作用
  • DOI:
    10.1016/j.fsi.2019.02.008
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Fish and Shellfish Immunology
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Zhuang Wang;Lingyun Lin;Weijie Chen;Xin Zheng;Yuanxing Zhang;Qin Liu;Dahai Yang
  • 通讯作者:
    Dahai Yang
Edwardsiella piscicida type III secretion system effector EseK inhibits mitogen-activated protein kinase phosphorylation and promotes bacterial colonization in zebrafish larvae
杀鱼爱德华氏菌 III 型分泌系统效应子 EseK 抑制丝裂原激活蛋白激酶磷酸化并促进斑马鱼幼虫中的细菌定植
  • DOI:
    10.1128/iai.00233-18
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Infection and Immunity
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Huifang Cao;Fajun Han;Jinchao Tan;Mingyu Hou;Yuanxing Zhang;Dahai Yang;Qin Liu
  • 通讯作者:
    Qin Liu
Edwardsiella piscicida virulence effector trxlp promotes the NLRC4 inflammasome activation during infection
杀鱼爱德华氏菌毒力效应子 trxlp 促进感染过程中 NLRC4 炎性体激活
  • DOI:
    10.1016/j.micpath.2018.08.016
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Microbial Pathogenesis
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Wenting Xu;Zhaoyan Gu;Lingzhi Zhang;Yuanxing Zhang;Qin Liu;Dahai Yang
  • 通讯作者:
    Dahai Yang
The Edwardsiella piscicida thioredoxin-like protein inhibits ASK1-MAPKs signaling cascades to promote pathogenesis during infection
杀鱼爱德华氏菌硫氧还蛋白样蛋白抑制 ASK1-MAPK 信号级联反应以促进感染期间的发病机制
  • DOI:
    10.1371/journal.ppat.1007917
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    PLoS Pathogens
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Dahai Yang;Xiaohong Liu;Wenting Xu;Zhaoyan Gu;Cuiting Yang;Lingzhi Zhang;Jinchao Tan;Xin Zheng;Zhuang Wang;Shu Quan;Yuanxing Zhang;Qin Liu
  • 通讯作者:
    Qin Liu

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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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