柴胡皂苷D(SaikosaponinD)靶向STAT3发挥抗类风湿性关节炎作用的研究

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基本信息

  • 批准号:
    81903629
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3504.抗炎与免疫药物药理
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Imbalance between T helper 17 (Th17) and regulatory T cell (Treg) is the most important factor causing rheumatoid arthritis (RA). Activation of signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3) facilitates abundance of Th17 polarization which resulting in promotion of a balance shift to Th17 cells and causing severe arthritis. Tofacitinib, a pan-Janus kinase (JAK) inhibitor, is the only one FDA-approved drug for RA treatment which down-regulates STAT3 signaling main through inhibiting JAKs activation. Interestingly, even if tofacitinib is the only one FDA-approved drug which indirectly related to STAT3 target, it is still more effective than most of first-line agents for RA patients, especially in patients with methotrexate-resistant active RA. Therefore, STAT3 has been regarded as a novel molecular target for drugs development in RA treatment. However, studies on specific inhibitors of STAT3 in drugs discovery and development for RA treament are really scarce despite its indispensible roles in RA pathogenesis. Hence, targeting STAT3 for anti-RA drugs discovery and accelerating drugs approval processes are urgently needed to be performed. In our previous study, surface plasmon resonance (SPR) was used to screen candidates from 1200 natural compounds which could combine with STAT3 protein. Based on the dissociation constant in the SPR screening as well as the availability, activity and novelty of these components, saikosaponin D (SSD) was identified as the optimal candidate for the present study. In addition, SSD selectively binded to STAT3 at SH2 domain, and inhibited activation of STAT3 signaling stimulated by IL-6 in spleen cells, Th17 polarization and IL-17A level in vitro. In the present study, we will subsequently evaluate its effects on Treg polarization and cytokines levels in vitro; gene overexpression and siRNA interference will be employed for two-way authentication to validate that STAT3 is indeed the molecular target of SSD for suppressing inflammation through recovering balance between Th17 and Treg;in vivo experiment, collagen-induced arthritis model is engaged to evaluate its effects on antagonizing arthritis in vivo. All of our in vitro and in vivo findings will illuminate the effects and molecular signal pathways as well as the target of SSD for antagonizing RA. We believe that the data of our project will provide a strong support for SSD and other drugs discovery in RA treatment.
Th17/Treg平衡向Th17偏移是造成类风湿性关节炎(RA)的重要原因,信号转导转录活化因子3(STAT3)激活会诱导Th17分化而加重RA。Tofacitinib是通过间接抑制STAT3治疗RA仅有的上市药物,疗效显著,提示若靶向STAT3治疗RA疗效可能更佳。因此,本项目以STAT3为靶点切入,运用表面等离子共振分析(SPR)技术从1200个化合物中筛选STAT3结合物。前期首次发现柴胡皂苷D(SSD)特异性结合在STAT3的SH2分子域;体外研究发现SSD抑制STAT3的活化和Th17分化及IL-17A表达。后续将探讨SSD对Treg分化的影响;体外采用基因过表达和干扰脾细胞,并体内采用慢病毒表达和干扰胶原诱导关节炎小鼠,验证其靶向STAT3发挥抗RA作用。综合动物、细胞、蛋白和基因水平结果明确SSD抗RA药效作用、信号通路和靶点蛋白,为SSD进一步开发为治疗RA药物提供依据。

结项摘要

Th17/Treg平衡向Th17偏移是造成类风湿性关节炎(RA)的重要原因,信号转导转录活化因子3(STAT3)激活会诱导Th17分化而加重RA。Tofacitinib是通过间接抑制STAT3治疗RA仅有的上市药物,疗效显著,提示若靶向STAT3治疗RA疗效可能更佳。因此,本项目以STAT3为靶点切入,运用表面等离子共振分析(SPR)技术从1200个化合物中筛选STAT3结合物。SPR研究发现柴胡皂苷D(Saikosaponin D, SSD)与STAT3有特异性结合,分子对接进一步表明其结合在STAT3的SH2分子域,该分子域为STAT3磷酸化形成二聚体并入核发挥其转录功能的重要分子域。体外研究发现SSD抑制STAT3的活化和Th17分化及IL-17A表达,且SSD对Treg分化的无影响,从而显著下调Th17/Treg比例,恢复其平衡;进一步机制研究结果表明SSD抑制STAT3磷酸化,入核及转录活性;同时,体外脾细胞过表达及敲减STAT3,发现SSD抑制Th17分化及IL-17A表达作用减弱或消失。体内用胶原(bovine type II collagen)和完全弗氏佐剂(complete freund’s adjuvant)诱导DBA雄性小鼠关节炎模型评估SSD抗RA作用,结果表明,SSD显著降低关节炎小鼠临床评分,改善骨参数,抑制关节滑膜增生及炎症细胞浸润,且降低血清及关节组织炎症因子;另外,尾静脉注射shSTAT3慢病毒感染胶原佐剂诱导关节炎小鼠,发现SSD抑制血清炎症因子、改善骨参数、抑制关节滑膜增生及炎症细胞浸润作用减弱。本研究综合动物、细胞、蛋白和基因水平结果明确SSD靶向STAT3抗RA,为SSD进一步开发为治疗RA药物提供依据。

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(1)
Importance of Gedunin in Antagonizing Rheumatoid Arthritis via Activating the Nrf2/ARE Signaling.
Gedunin 通过激活 Nrf2/ARE 信号传导对抗类风湿关节炎的重要性
  • DOI:
    10.1155/2022/6277760
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    OXIDATIVE MEDICINE AND CELLULAR LONGEVITY
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Chen, Jian-Yu;Tian, Xiao-Yun;Liu, Wen-Jing;Wu, Bao-Kun;Wu, Yue-Chan;Zhu, Ming-Xing;Jin-Liu;Zhou, Xian;Zheng, Yan-Fang;Ma, Xue-Qin;Huang, Ming-Qing
  • 通讯作者:
    Huang, Ming-Qing
Neobaicalein Inhibits Th17 Cell Differentiation Resulting in Recovery of Th17/Treg Ratio through Blocking STAT3 Signaling Activation.
新黄芩素通过阻断 STAT3 信号传导抑制 Th17 细胞分化,从而恢复 Th17/Treg 比率
  • DOI:
    10.3390/molecules28010018
  • 发表时间:
    2022-12-20
  • 期刊:
    Molecules (Basel, Switzerland)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Chen JY;Yang YJ;Ma XQ;Cao Q;Wei SS;Pan RR;Nan LH;Liu YJ;Cao Y;Tian XY;Deng S;Cheng ZX;Wang CJ;Chen T;Zheng YF;Huang MQ
  • 通讯作者:
    Huang MQ
7-deacetyl-gedunin suppresses proliferation of Human rheumatoid arthritis synovial fibroblast through activation of Nrf2/ARE signaling
7-脱乙酰基杜宁通过激活 Nrf2/ARE 信号传导抑制人类风湿关节炎滑膜成纤维细胞的增殖
  • DOI:
    10.1016/j.intimp.2022.108557
  • 发表时间:
    2022-03-02
  • 期刊:
    INTERNATIONAL IMMUNOPHARMACOLOGY
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Chen, JianYu;Zhu, GuoYuan;Zheng, YanFang
  • 通讯作者:
    Zheng, YanFang
Perspectives of herbs and their natural compounds, and herb formulas on treating diverse diseases through regulating complicated JAK/STAT signaling.
草药及其天然化合物以及草药配方通过调节复杂的 JAK/STAT 信号传导治疗多种疾病的观点
  • DOI:
    10.3389/fphar.2022.993862
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    FRONTIERS IN PHARMACOLOGY
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Chen, Jian-Yu;Tian, Xiao-Yun;Wei, Shan-Shan;Yang, Ying-Jie;Deng, Shan;Jiao, Chun-Jie;Wang, Can-Jian;Chu, Ke-Dan;Ma, Xue-Qin;Xu, Wei
  • 通讯作者:
    Xu, Wei

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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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