Macrophage Lipid Homeostasis and Inflammatory Signaling

巨噬细胞脂质稳态和炎症信号传导

• 批准号: 10161852
• 负责人: STEVEN J BENSINGER
• 金额: $ 45.88万
• 依托单位: UNIVERSITY OF CALIFORNIA LOS ANGELES
• 依托单位国家: 美国
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 美国
• 起止时间: 2019-05-01 至 2024-04-30
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://reporter.nih.gov/project-details/10161852
• 关键词: Address; Affect; Anti-Inflammatory Agents; Arterial Fatty Streak; Atherosclerosis; Attenuated; Binding; Biochemical; Cardiovascular Diseases; Cell membrane; Cell physiology; Cells; Cellular Immunity; Cholesterol; Cholesterol Homeostasis; Cytosol; Data; Dendritic Cells; Development; Disease; Dyslipidemias; Ensure; Event; Genes; Genetic Models; Goals; Gram-Positive Bacteria; Health; Homeostasis; Image; Immune; Immunity; Immunologic Receptors; Infiltration; Inflammation; Inflammatory; Inflammatory Response; Interferon-beta; Interferons; Isotope Labeling; Isotopes; Laboratories; Link; Lipids; Mass Spectrum Analysis; Membrane; Metabolic; Mitochondria; Modeling; Molecular; Movement; Mus; Mutation; Pathogenesis; Pathologic; Pathway interactions; Physiology; Positioning Attribute; Production; Proteins; Reagent; Regulation; Role; Shotguns; Signal Pathway; Signal Transduction; Sterility; Stimulator of Interferon Genes; TLR2 gene; TLR3 gene; Techniques; Technology; Testing; Therapeutic Intervention; Toll-like receptors; Tracer; Work; advanced analytics; atherogenesis; base; chemoproteomics; cholesterol trafficking; cytokine; design; expectation; fatty acid biosynthesis; human disease; immune function; lipid metabolism; lipid transport; lipidome; lipidomics; loss of function; macrophage; mouse model; novel; novel strategies; response; trafficking; viral RNA

Project 2: Macrophage Lipid Homeostasis and Inflammatory Signaling  ABSTRACT/SUMMARY  The  objective  of  Project  2  of  this  PPG  is  to  understand  how  cellular  lipid  composition  and  lipid  trafficking  influence  the  inflammatory  function  of  macrophages.  Although  perturbations  in  lipid  homeostasis  are  recognized  to  be  associated  with  inflammation  in  a  number  of  human  diseases,  our  understanding  of  “how”  and  “why”  remains  limited.  Recent  work  has  revealed  that  pro-­inflammatory  signals  reprogram  the  lipid  metabolic  state  of  macrophages.  It  has  also  become  clear  that  perturbations  in  lipid  homeostasis  can  be  sensed  by  the  inflammatory  machinery  of  macrophages  so  as  to  induce  and  to  regulate  inflammatory  responses. Thus, lipid homeostasis and inflammation are interrelated, and perturbations in one affect the other.  In  this  project,  our  PPG  team  will  combine  advanced  analytical  mass  spectrometry–based  approaches  with  genetic  models  of  inflammation,  with  the  goal  of  defining  mechanisms  by  which  inflammation  drives  reprogramming of the lipidome (and vice versa). We will assess the consequences of changing the subcellular  levels of lipids on inflammatory signaling. Specific Aim 1 is to apply advanced analytic techniques to determine  how  pro-­  and  anti-­inflammatory  signals  change  the  subcellular  lipidome  in  macrophages.  We  will  use  mass  spectrometry  approaches,  including  shotgun  lipidomics,  NanoSIMS  imaging,  and  isotope  labeling,  to  understanding  how  pro-­  and  anti-­inflammatory  signals  influence  lipid  localization  and  trafficking  in  macrophages. Specific Aim 2 is to determine the mechanisms by which alterations in cholesterol homeostasis  potentiate the STING signaling pathway. We will pursue our discovery that perturbations in de novo cholesterol  synthesis  change  type  I  IFN  inflammatory  responses  via  STING.  Using  a  combination  of  biochemical  approaches,  confocal  and  NanoSIMS  imaging,  and  chemoproteomics,  we  will  test  the  hypothesis  that  cholesterol  regulates  STING  function  through  direct  binding.  We  will  also  test  whether  disease-­associated  mutations  in  STING  abrogate  the  regulatory  impact  of  cholesterol.  Specific  Aim  3  is  to  determine  the  importance  of  the  STING  signaling  pathway  on  the  development  of  dyslipidemia,  inflammation,  and  atherogenesis in mice. Type I IFNs have been shown to influence the pathogenesis of atherosclerosis, but the  molecular  pathways  underlying  this  sterile  inflammatory  response  have  not  been  elucidated.  We  will  test  the  hypothesis  that  the  cGAS/STING  inflammatory  axis  is  required  to  generate  type  I  IFN  in  the  setting  of  dyslipidemia  and  atherosclerosis.  These  studies  will  define  the  influence  of  the  STING  pathway  on  dyslipidemia,  inflammation,  immune  cell  infiltration,  and  atheroma  development.  It  is  our  expectation  that our  proposed  studies  will  define,  at  a  molecular  level,  why  dysregulation  of  macrophage  lipid  homeostasis  drives  inflammation, and how inflammation influences macrophage cholesterol metabolism in cardiovascular disease.  Our  PPG  team  is  excited  by  our  hypotheses,  and  we  are  positioned,  with  all  of  the  experimental  approaches,  reagents, and expert collaborators, to make rapid progress.

项目2：巨噬细胞脂质稳态和炎症信号传导 摘要/总结 本PPG项目2的目的是了解细胞脂质组成和脂质运输 影响巨噬细胞的炎症功能。虽然脂质稳态的扰动， 被认为与许多人类疾病中的炎症有关，我们对“如何”的理解 而“为什么”仍然是有限的。最近的研究表明，促炎信号重新编程脂质， 也已经清楚的是，脂质稳态的扰动可以是巨噬细胞的代谢状态。 由巨噬细胞的炎症机制感知，从而诱导和调节炎症 因此，脂质稳态和炎症是相互关联的，并且一个的扰动影响另一个。 在这个项目中，我们的PPG团队将联合收割机结合先进的分析质谱法， 炎症的遗传模型，目的是定义炎症驱动的机制， 我们将评估改变脂质体亚细胞结构的后果。 具体目标1是应用先进的分析技术来确定 促炎和抗炎信号如何改变巨噬细胞的亚细胞脂质体。 光谱法，包括鸟枪脂质组学，NanoSIMS成像和同位素标记， 了解促炎和抗炎信号如何影响脂质的定位和运输， 具体目标2是确定胆固醇稳态改变的机制， 加强STING信号通路。我们将继续研究我们的发现， 通过STING合成改变I型IFN炎症反应。 方法，共聚焦和NanoSIMS成像，和化学蛋白质组学，我们将测试的假设， 胆固醇通过直接结合调节STING功能。我们还将测试疾病相关的 STING中的突变消除了胆固醇的调节影响。具体目标3是确定 STING信号通路对血脂异常、炎症和 I型IFN已显示影响动脉粥样硬化的发病机制，但I型IFN的作用不明显。 这种无菌性炎症反应的分子途径尚未阐明。我们将检测 假设cGAS/STING炎性轴是在以下情况下产生I型IFN所必需的： 这些研究将确定STING途径对血脂异常和动脉粥样硬化的影响。 血脂异常，炎症，免疫细胞浸润和动脉粥样硬化的发展。这是我们的期望， 拟议的研究将在分子水平上定义为什么巨噬细胞脂质稳态失调会驱动 炎症，以及炎症如何影响心血管疾病中的巨噬细胞胆固醇代谢。 我们的PPG团队对我们的假设感到兴奋，我们的定位是，所有的实验方法， 试剂和专家合作者，以取得快速进展。