Microbiota Control Lung Th17 Cell Response and Plasticity Leading to Autoimmune Lung Disease

微生物群控制肺 Th17 细胞反应和可塑性导致自身免疫性肺病

基本信息

  • 批准号:
    10224905
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 24.04万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-08-01 至 2021-10-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary. Lung complications are a common and major cause of death in patients with rheumatoid arthritis (RA). Therapies are limited, and arthritis modulating drugs can actually worsen lung disease in RA patients, yet little is known regarding RA-related lung pathogenesis. It is evident that the gut and gut microbiota have a strong influence in many lung diseases. Mechanistically, this phenomenon known as the gut-lung axis, is poorly defined. We reported that through gut-lung communication, a gut commensal, segmented filamentous bacteria (SFB) are able to expand dual T cell receptor (TCR)-expressing T helper 17 (Th17) cells, leading to lung tertiary lymphoid structures (TLS), lesions often associated with poor prognosis in autoimmune patients. To understand gut-lung axis, we propose addressing the mechanisms utilized by SFB to promote a Th17 cell response, gut-lung migration, and lung TLS formation. Hypoxia-inducible factor-1α (HIF-1α) senses O2 in hypoxic tissues, e.g. the gut and inflamed tissues, and is known to enhance glycolysis and promote Th17 cell differentiation. Recent studies reported reoxygenation of T cells in tissue culture chambers greatly enhances HIF-1a induction. Importantly, gut (hypoxic)-derived T cells entering the lung (normoxic) may face similar O2 changes. We hypothesize and will test whether the gut microbiota in combination with lung reoxygenation up- regulate HIF-1α expression in gut-derived lung CD4+ T cells, promoting their glycolytic activity and Th17 cell commitment, and worsening lung disease. Using the KikGR-photoconvertible model to trace T cells from gut to lung, our new data favor our hypothesis by showing a higher HIF-1α level in KikR (gut-derived) than KikG CD4+ T cells in lung but not spleen of SFB+ mice. CCR6 is highly expressed by Th17 cells. Our new data show that type 2 alveolar epithelial cells (AEC2) produce abundant CCL20, the CCR6 ligand in the pre-autoimmune disease phase. We will test whether lung microbiota and innate signaling are required for AEC2s’ CCL20 expression and Th17 cell recruitment by using AEC2-specific MyD88 and CCL20 depletions. Recently, gut microbiota have been shown to locally induce an intriguing gut T cell type co-expressing Rorγt+ and Foxp3+, master regulators of Th17 cells and Tregs. However, whether and how gut microbiota can remotely regulate T cell plasticity in the lung remains unknown. Our new data show that a unique population of IL-17+Foxp3+ cells is significantly increased in lung of SFB+ over SFB− mice. We will examine T cell plasticity by Treg fate mapping, and use single cell TCR analysis to analyze whether a microbiota-skewed dual TCR repertoire allows Foxp3+ T cells to acquire a Th17-like phenotype. Finally, we will use the Cre-loxP system to address the “good or evil” function of IL-17+Foxp3+ T cells in lung autoimmunity. By taking a unique approach of tracking gut-lung crosstalk, this proposal permits studies to reveal the etiology of gut-lung axis, helping to pave the way for the designing of future therapies to combat gut-lung axis-related diseases.
项目摘要。 肺部并发症是类风湿关节炎(RA)患者常见的主要死亡原因。 治疗是有限的,关节炎调节药物实际上可以恶化类风湿关节炎患者的肺部疾病,但很少 关于RA相关的肺发病机制是已知的。很明显,肠道和肠道微生物群具有强烈的 影响许多肺部疾病。从机制上讲,这种被称为肠-肺轴的现象, 定义了我们报道了通过肠肺通讯,一种肠寄生的,分节的丝状细菌 (SFB)能够扩增表达双重T细胞受体(TCR)的辅助性T细胞17(Th 17)细胞,导致肺 三级淋巴结构(TLS),病变往往与自身免疫性患者的预后不良。到 了解肠肺轴后,我们建议解决SFB促进Th 17细胞的机制 反应、肠-肺迁移和肺TLS形成。缺氧诱导因子-1 α(HIF-1α)感知O2, 缺氧组织,例如肠和发炎组织,并且已知其增强糖酵解并促进Th 17细胞 分化最近的研究报道了组织培养室中T细胞的再氧合大大增强了T细胞的增殖。 HIF-1a诱导。重要的是,肠道(缺氧)来源的T细胞进入肺(常氧)可能面临类似的O2 变化我们假设并将测试肠道微生物群是否与肺复氧相结合- 调节肠源性肺CD 4 + T细胞中HIF-1α的表达,促进其糖酵解活性和Th 17细胞 承诺和肺部疾病恶化。使用KikGR光转换模型追踪T细胞从肠道到 肺,我们的新数据支持我们的假设,显示KikR(肠道来源)中的HIF-1α水平高于KikG CD 4 + SFB+小鼠的肺而非脾中存在T细胞。CCR 6由Th 17细胞高度表达。我们的新数据显示, 2型肺泡上皮细胞(AEC 2)产生丰富的CCL 20,CCL 20是自身免疫前炎症中的CCR 6配体。 疾病阶段。我们将测试肺微生物群和先天信号是否是AEC 2的CCL 20所必需的。 通过使用AEC 2特异性MyD 88和CCL 20消耗来检测Th 17细胞表达和Th 17细胞募集。最近,Gut 微生物群已显示局部诱导共表达Rorγt+和Foxp 3+的有趣的肠道T细胞类型, Th 17细胞和T细胞的主要调节因子。然而,肠道微生物群是否以及如何远程调节T 肺中的细胞可塑性仍然未知。我们的新数据表明,IL-17+ Foxp 3+细胞的独特群体 在SFB+小鼠的肺中比SFB−小鼠显著增加。我们将通过调节性T细胞的命运来检查T细胞的可塑性。 映射,并使用单细胞TCR分析来分析微生物群偏斜的双TCR库是否允许 Foxp 3 + T细胞以获得Th 17样表型。最后,我们将使用Cre-loxP系统来解决“好 IL-17+ Foxp 3 + T细胞在肺自身免疫中的“或恶”功能。通过采用一种独特的方法来追踪肠肺 串扰,这一建议允许研究,以揭示病因学的肠肺轴,有助于铺平道路, 设计未来的治疗方法,以对抗肠-肺轴相关疾病。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Hsin-Jung Joyce Wu其他文献

Aberrant T follicular helper cells generated by TH17 cell plasticity in the gut promote extraintestinal autoimmunity
肠道中由 TH17 细胞可塑性产生的异常 T 滤泡辅助细胞促进肠外自身免疫
  • DOI:
    10.1038/s41590-025-02125-7
  • 发表时间:
    2025-04-30
  • 期刊:
  • 影响因子:
    27.600
  • 作者:
    Tingting Fan;Chi Tai;Kiah C. Sleiman;Madeline P. Cutcliffe;Haram Kim;Ye Liu;Jianying Li;Gang Xin;Mollyanna Grashel;Laurie Baert;Chinwe Ekeocha;Paige Vergenes;Svetlana Lima;Wan-Lin Lo;Judith Lin;Beatriz Hanaoka;Trevor N. Tankersley;Min Wang;Xuan Zhang;George C. Tsokos;Wael Jarjour;Randy Longman;Hsin-Jung Joyce Wu
  • 通讯作者:
    Hsin-Jung Joyce Wu
The gut–joint axis in rheumatoid arthritis
类风湿关节炎中的肠道-关节轴
  • DOI:
    10.1038/s41584-021-00585-3
  • 发表时间:
    2021-03-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    32.700
  • 作者:
    Mario M. Zaiss;Hsin-Jung Joyce Wu;Daniele Mauro;Georg Schett;Francesco Ciccia
  • 通讯作者:
    Francesco Ciccia

Hsin-Jung Joyce Wu的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Hsin-Jung Joyce Wu', 18)}}的其他基金

Microbiota Control Lung Th17 Cell Response and Plasticity Leading to Autoimmune Lung Disease
微生物群控制肺 Th17 细胞反应和可塑性导致自身免疫性肺病
  • 批准号:
    10687275
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 24.04万
  • 项目类别:
Microbiota Control Lung Th17 Cell Response and Plasticity Leading to Autoimmune Lung Disease
微生物群控制肺 Th17 细胞反应和可塑性导致自身免疫性肺病
  • 批准号:
    10447594
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 24.04万
  • 项目类别:
Microbiota Control Lung Th17 Cell Response and Plasticity Leading to Autoimmune Lung Disease
微生物群控制肺 Th17 细胞反应和可塑性导致自身免疫性肺病
  • 批准号:
    10532084
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 24.04万
  • 项目类别:
Microbiota Control Lung Th17 Cell Response and Plasticity Leading to Autoimmune Lung Disease
微生物群控制肺 Th17 细胞反应和可塑性导致自身免疫性肺病
  • 批准号:
    10052963
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 24.04万
  • 项目类别:
Crosstalk Between Environmental Tobacco Smoke and Gut Microbiota Shapes Autoimmune Disease by Modulating the Th17 Response of Lung-gut-axis
环境烟草烟雾与肠道微生物群之间的串扰通过调节肺肠轴的 Th17 反应塑造自身免疫性疾病
  • 批准号:
    9388109
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 24.04万
  • 项目类别:
Tfh cells: linking the gut microbiota to a gut-distal autoimmune disease
Tfh 细胞:将肠道微生物群与肠道远端自身免疫性疾病联系起来
  • 批准号:
    8696023
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 24.04万
  • 项目类别:
Tfh cells: linking the gut microbiota to a gut-distal autoimmune disease
Tfh 细胞:将肠道微生物群与肠道远端自身免疫性疾病联系起来
  • 批准号:
    8707090
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 24.04万
  • 项目类别:
Tfh cells: linking the gut microbiota to a gut-distal autoimmune disease
Tfh 细胞:将肠道微生物群与肠道远端自身免疫性疾病联系起来
  • 批准号:
    10541253
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 24.04万
  • 项目类别:
Tfh cells: linking the gut microbiota to a gut-distal autoimmune disease
Tfh 细胞:将肠道微生物群与肠道远端自身免疫性疾病联系起来
  • 批准号:
    10090554
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 24.04万
  • 项目类别:
Tfh cells: linking the gut microbiota to a gut-distal autoimmune disease
Tfh 细胞:将肠道微生物群与肠道远端自身免疫性疾病联系起来
  • 批准号:
    10532065
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 24.04万
  • 项目类别:

相似国自然基金

层出镰刀菌氮代谢调控因子AreA 介导伏马菌素 FB1 生物合成的作用机理
  • 批准号:
    2021JJ40433
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
寄主诱导梢腐病菌AreA和CYP51基因沉默增强甘蔗抗病性机制解析
  • 批准号:
    32001603
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
AREA国际经济模型的移植.改进和应用
  • 批准号:
    18870435
  • 批准年份:
    1988
  • 资助金额:
    2.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Onboarding Rural Area Mathematics and Physical Science Scholars
农村地区数学和物理科学学者的入职
  • 批准号:
    2322614
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 24.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Point-scanning confocal with area detector
点扫描共焦与区域检测器
  • 批准号:
    534092360
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 24.04万
  • 项目类别:
    Major Research Instrumentation
TRACK-UK: Synthesized Census and Small Area Statistics for Transport and Energy
TRACK-UK:交通和能源综合人口普查和小区域统计
  • 批准号:
    ES/Z50290X/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 24.04万
  • 项目类别:
    Research Grant
Wide-area low-cost sustainable ocean temperature and velocity structure extraction using distributed fibre optic sensing within legacy seafloor cables
使用传统海底电缆中的分布式光纤传感进行广域低成本可持续海洋温度和速度结构提取
  • 批准号:
    NE/Y003365/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 24.04万
  • 项目类别:
    Research Grant
Collaborative Research: Scalable Manufacturing of Large-Area Thin Films of Metal-Organic Frameworks for Separations Applications
合作研究:用于分离应用的大面积金属有机框架薄膜的可扩展制造
  • 批准号:
    2326714
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 24.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Scalable Manufacturing of Large-Area Thin Films of Metal-Organic Frameworks for Separations Applications
合作研究:用于分离应用的大面积金属有机框架薄膜的可扩展制造
  • 批准号:
    2326713
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 24.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Unlicensed Low-Power Wide Area Networks for Location-based Services
用于基于位置的服务的免许可低功耗广域网
  • 批准号:
    24K20765
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 24.04万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
RAPID: Collaborative Research: Multifaceted Data Collection on the Aftermath of the March 26, 2024 Francis Scott Key Bridge Collapse in the DC-Maryland-Virginia Area
RAPID:协作研究:2024 年 3 月 26 日 DC-马里兰-弗吉尼亚地区 Francis Scott Key 大桥倒塌事故后果的多方面数据收集
  • 批准号:
    2427233
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 24.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RAPID: Collaborative Research: Multifaceted Data Collection on the Aftermath of the March 26, 2024 Francis Scott Key Bridge Collapse in the DC-Maryland-Virginia Area
RAPID:协作研究:2024 年 3 月 26 日 DC-马里兰-弗吉尼亚地区 Francis Scott Key 大桥倒塌事故后果的多方面数据收集
  • 批准号:
    2427232
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 24.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RAPID: Collaborative Research: Multifaceted Data Collection on the Aftermath of the March 26, 2024 Francis Scott Key Bridge Collapse in the DC-Maryland-Virginia Area
RAPID:协作研究:2024 年 3 月 26 日 DC-马里兰-弗吉尼亚地区 Francis Scott Key 大桥倒塌事故后果的多方面数据收集
  • 批准号:
    2427231
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 24.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了