外源性一氧化碳经sGC/cGMP/Class I PI3K/mTOR途径调控脓毒症时中性粒细胞自噬失稳态的机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81772135
  • 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:
    H1601.脓毒症
  • 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

Autophagy is a vital homeostatic process triggered by starvation and other cellular stresses, in which cytoplasmatic cargo is targeted for degradation in specialized structures termed autophagosomes. Many results have revealed that autophagy is involved in clearance of intracellular and extracellular pathogens and plays key roles in innate immune and adaptive immune. Autophagy adjustment disorders during sepsis are important factors leading to dysfunction of Organ dysfunction, the detail mechanisms, however, are not completely elucidate. This project employs gene knock-out animal models and CRISPR-Cas9 gene editing system to examine the dynamic state of polymorphonuclear neutrophils (PMN) autophagy during sepsis under the intervention of the exogenous CO liberated by CO-releasing molecules. The important factors will be investigated in the molecular and cellular levels through applying updated molecular biological techniques including gene analysis, mass spectrometric analysis, measurement of protein expressions, which investigate the dynamic state of PMN autophagy, the dynamic changes of expressions of autophagy related gene and proteins during sepsis. Furthermore, this project also focuses on the important influences of the adjustment disorder of sGC/cGMP/Class I PI3K /mTOR signal transduction to PMN autophagy. Therefore, we are in attempt to elucidate the disorder of PMN autophagy during sepsis to determine whether sGC/cGMP/ Class I PI3K /mTOR signal transduction will be the novel targets of exogenous CO, in order to elucidate molecular mechnisms (even partly) responsible for the regulatory effects of CO on abnormal PMN autophagy and to provide theoretical basis and new idea for the research and treatment of sepsis.
脓毒症时中性粒细胞自噬失稳态是导致机体天然免疫系统失衡、器官功能不全的重要因素。我们的前期研究显示,内毒素刺激后PMN自噬过程紊乱,自噬相关基因和蛋白表达异常,使用外源性一氧化碳干预后自噬紊趋于稳态,但详细机制不清。本研究采用基因敲除动物模型、CRISPR-Cas9系统基因编辑细胞分子敲除模型,以外源性一氧化碳进行干预,运用基因分析、蛋白质定位定量测定等手段,在分子、细胞和整体等不同层面上,研究脓毒症时中性粒细胞自噬失稳态的动态变化、sGC/cGMP/Class I PI3K/mTOR信号通路对自噬过程的调控机制,并利用原子力显微技术结合透射电镜,精确观察脓毒症时PMN表型和自噬体形成,旨在阐明PMN自噬失稳态的重要特征,探明外源性CO通过sGC/Class I PI3K/mTOR途径调节脓毒症时中性粒细胞自噬紊乱的(部分)分子学基础,为发现脓毒症干预新靶点提供新的思路。

结项摘要

脓毒症时中性粒细胞自噬失稳态是导致机体天然免疫系统失衡、器官功能不全的重要因素。本研究采用相关细胞模型、WGCNA基因分析、单细胞测序、荧光多色染色空间定位分析手段,在分子、细胞和整体等不同层面上,研究脓毒症时自噬失稳态对中性粒细胞功能以及T淋巴细胞功能的影响。结果表明:1.通过加权基因共表达网络分析,从基因层面验证了中性粒细胞自噬与脓毒症时中性粒细胞的功能改变密切相关。2.通过细胞实验进行进一步的验证,从基因和蛋白层面同步证明脓毒症早期中性粒细胞自噬有明显的上调。3.基因测序和动物实验同步证明了自噬标志分子LC3的表达与免疫抑制分子PD-L1的表达有明显的相关性。细胞和动物实验同步验证了促进自噬能够抑制脓毒症时中性粒细胞PD-L1的表达。4.脓毒症时,中性粒细胞的凋亡功能收到了明显的抑制,而促进自噬能够对中性粒细胞的延迟凋亡有所改善。5.脓毒症时,自噬的改变能够调控中性粒细胞免疫抑制分子PD-L1的表达。我们通过单细胞测序发现一群具有免疫抑制功能的中性粒细胞亚群(PD-L1阳性的中性粒细胞亚群),该亚群的存在可以促进Treg的形成、T淋巴细胞凋亡的升高以及活化的降低,从而促进机体的免疫抑制。本课题初步阐明了脓毒症时中性粒细胞自噬功能失稳态的重要性,为临床脓毒症治疗提供了新思路。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Single-Cell Transcriptome Profiling Reveals Neutrophil Heterogeneity and Functional Multiplicity in the Early Stage of Severe Burn Patients.
单细胞转录组分析揭示了严重烧伤患者早期的中性粒细胞异质性和功能多样性。
  • DOI:
    10.3389/fimmu.2021.792122
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Frontiers in immunology
  • 影响因子:
    7.3
  • 作者:
    Huang J;Zhu Z;Ji D;Sun R;Yang Y;Liu L;Shao Y;Chen Y;Li L;Sun B
  • 通讯作者:
    Sun B
A novel computer vision-based assessment of neutrophil chemotaxis in severe infection patients.
一种基于计算机视觉的新型严重感染患者中性粒细胞趋化性评估。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Clinical & Translational Immunology
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    Yang Y;Sun B
  • 通讯作者:
    Sun B
Dysfunction of low-density neutrophils in peripheral circulation in patients with sepsis.
脓毒症患者外周循环低密度中性粒细胞功能障碍。
  • DOI:
    10.1038/s41598-021-04682-x
  • 发表时间:
    2022-01-13
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Sun R;Huang J;Yang Y;Liu L;Shao Y;Li L;Sun B
  • 通讯作者:
    Sun B
脓毒症小鼠中性粒细胞通过CD80/CTLA-4途径影响T巴细胞功能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中华危重病急救医学;
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙燃;孙炳伟
  • 通讯作者:
    孙炳伟
自噬对脓毒症小鼠中性粒细胞程序性死亡配体-1表达的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中华危重病急救医学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄佳敏;孙炳伟
  • 通讯作者:
    孙炳伟

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其他文献

内毒素/脂多糖通过PIM3对人中性粒细胞早期凋亡的作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中华烧伤杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宋明明;孙炳伟
  • 通讯作者:
    孙炳伟
Pleiotropic regulations of neutrophil receptors response to sepsis.
中性粒细胞受体对脓毒症反应的多效性调节。
  • DOI:
    10.1007/s00011-016-0993-3
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Inflammation Research
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    张华峰;孙炳伟
  • 通讯作者:
    孙炳伟
外源性一氧化碳释放分子2对大肠杆菌活力及毒力的作用
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中华烧伤杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘大东;孙炳伟;梁峰;曹杰
  • 通讯作者:
    曹杰
外源性一氧化碳释放分子2体外干预对内毒素/脂多糖刺激人中性粒细胞胞外诱捕网形成的作用及其机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中华烧伤杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宋明明;孙炳伟
  • 通讯作者:
    孙炳伟
外源性一氧化碳分子对脓毒症时血小板膜糖蛋白过度表达和血小板活化的抑制作用及机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    中华临床医师杂志(电子版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙炳伟;仇雪枫;王敏;王波;杨国涛;孙艳;陈曦
  • 通讯作者:
    陈曦

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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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