Anterograde Endosomal Trafficking in Acinar Differentiation

腺泡分化中的顺行内体运输

• 批准号: 9314232
• 负责人: Elaina Jones
• 金额: $ 3.24万
• 依托单位: UNIVERSITY OF WISCONSIN-MADISON
• 依托单位国家: 美国
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 美国
• 起止时间: 2016-07-01 至 2018-06-30
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://reporter.nih.gov/project-details/9314232
• 关键词: Acinar Cell; Acinus organ component; Adult; Alcohols; Animal Model; Animals; Antigens; Apical; Area; Automobile Driving; Binding; Biology; Carbachol; Cell Differentiation process; Cell model; Cells; Cholecystokinin; Coupled; Data; Development; Digestion; Disease; Doctor of Philosophy; Duct (organ) structure; Ductal; Duodenum; Edema; Electron Microscopy; Enzyme Precursors; Enzymes; Etiology; Event; Exocrine pancreas; Exocrine pancreatic insufficiency; Fibrosis; Fluorescence; Genetic Transcription; Gland; Health; Hormones; Human; Impairment; Infiltration; Inflammatory; Inflammatory Response; Intestines; Knockout Mice; Knowledge; Link; LoxP-flanked allele; Maintenance; Malignant - descriptor; Mediating; Membrane; Metaplasia; Mission; Molecular; Monitor; Morphology; Mus; Muscarinic Agonists; Natural regeneration; Nutrient; Onset of illness; Organ; Pain; Pancreas; Pancreatic Diseases; Pancreatic duct; Pancreatitis; Pathogenicity; Pathologic; Pathology; Pathway interactions; Phenotype; Physiological; Physiology; Plasma; Play; Preventive therapy; Process; Proteins; Publishing; Recovery; Research; Research Personnel; Rodent; Role; Secretory Vesicles; Stem cells; Suspensions; System; TPD52 gene; Tamoxifen; Techniques; Testing; Time; Toxin; Training; United States National Institutes of Health; Work; Zymogen Granules; acute pancreatitis; apical membrane; base; bile salts; cell dedifferentiation; cell injury; cell type; chemokine; cigarette smoking; design; genetic regulatory protein; in vivo; insight; mouse model; palliative; post-doctoral training; premature; progenitor; repaired; response; skills; stem-like cell; trafficking; transcription factor

This proposal aims to elucidate the role of D52-­mediated anterograde endosomal trafficking during  physiological and pathological conditions of the exocrine pancreas.  Acinar cells, the primary cell type of the  exocrine pancreas, are responsible for the regulated synthesis and secretion of inactive digestive enzymes  (zymogens).  Intracellular activation of zymogens leads to acinar cell damage and pancreatitis, an extremely  painful inflammatory disease of the exocrine pancreas with little or no treatment options other than palliative  care1–3.  Acinar cell damage initiates transcriptional reprogramming to a proliferative stem-­cell like progenitor in  a process termed acinar to ductal metaplasia (ADM)4,5.  While this response is essential for gland repair, the  progenitor cells are susceptible to malignant transformation and progression toward pancreatic cancer5.  Loss  of anterograde endosomal trafficking during pancreatitis has been identified as a major pathogenic event  leading to acinar damage in ex vivo acinar cultures6. Additionally, preliminary studies have established a strong  link between the maintenance of anterograde endosomal trafficking and control of acinar cell differentiation;;  indicating that loss of this pathway is a critical event in the loss of acinar terminal differentiation during  pathology. This proposal will examining how the anterograde endosomal secretory pathway controls acinar cell  fate in vivo using an acinar-­specific, inducible mouse model of D52 deletion.  Aim 1 will assess the  morphological and functional consequence of acinar-­specific D52 deletion in the adult murine pancreas.  Aim 2  will study the effect of acinar-­specific D52 deletion on pancreatitis onset, progression and recovery in rodents.   Effects will be assessed at a whole body, organ, and cellular level to fully comprehend the mechanisms at play.   Animals will be monitored for phenotypic changes in general health, pancreatic insufficiency, and acinar  damage.  Presence of edema, inflammatory cell infiltration, and fibrosis within the pancreas will be determined  to quantify pathology.  Acini will be isolated to evaluate morphology, differentiation status, secretory activity  and polarity, unfolded protein response activation, and presence of membrane trafficking pathways. Finally,  cellular markers of pancreatitis will be examined.  Based on ex vivo work, it is hypothesized that loss of D52-­ mediated anterograde endosomal trafficking will inhibit terminal differentiation of acinar cells, exacerbating  pathological conditions.  The role of the endosomal system in acinar differentiation is a yet unexplored area of  acinar biology, representing a previously unrecognized mechanism for preserving acinar cell function and the  potential for new avenues of pancreatitis treatment.  The cellular and molecular mechanisms driving acinar cell  dedifferentiation and redifferentiation during gland repair are still emerging and represent a critical void in our  understanding of pancreatic disease. This proposal is designed to provide basic mechanistic insight into  terminal acinar differentiation under both physiological and pathological conditions, fitting well within the  mission of the NIH to discover fundamental knowledge of human health and disease.

该提案旨在阐明D52介导的顺势内体贩运的作用 外分泌胰腺的物理和病理状况。腺泡细胞，主要细胞类型 外分泌胰腺，负责定期合成和分泌非活性消化酶 （Zymogens）。酶基因的细胞内激活会导致腺泡细胞损伤和胰腺炎，这是一种极端的 除了姑息治疗之外，外分泌胰腺的疼痛炎症性疾病几乎没有或根本没有治疗 Care1-3。腺泡细胞损伤启动转录重新编程，以使其像祖细胞一样 一个被称为导管化生的过程（ADM）4,5。虽然这种反应对于手榴弹维修至关重要，但 祖细胞易受恶性转化和进展方向胰腺癌5。损失 胰腺炎期间的顺行内体贩运已被确定为主要的致病事件 导致体内腺泡培养物的腺泡损害6。此外，初步研究已经建立了强大的 维持顺行内体贩运与腺泡细胞分化的控制之间的联系； 表明该途径的损失是在失去腺泡终端分化过程中的关键事件 病理。该提案将研究顺序内体秘书途径如何控制腺泡细胞 使用D52缺失的腺泡特异性，可诱导的小鼠模型在体内的命运。 AIM 1将评估 成年鼠胰腺中腺泡特异性D52缺失的形态和功能后果。目标2 将研究腺泡特异性D52缺失对啮齿动物的胰腺炎发作，进展和恢复的影响。 效果将在整个身体，器官和细胞水平上进行评估，以充分理解发挥作用的机制。 将监测动物的一般健康，胰腺功能不全和腺泡的表型变化 损害。将确定胰腺内水肿，炎症细胞浸润和纤维化的存在 量化病理。 ACINI将被隔离以评估形态，分化状态，分泌活动 和极性，展开的蛋白质反应激活以及膜运输途径的存在。最后， 将检查胰腺炎的细胞标记。基于离体工作，假设D52-的损失 介导的顺行内体运输将抑制腺泡细胞的末端分化，加剧 内体系统在腺泡分化中的作用是尚未开发的区域 腺泡生物学，代表了以前未识别的机制，用于保存腺泡细胞功能和 胰腺炎治疗的新途径的潜力。驱动腺泡细胞的细胞和分子机制 在腺体修复过程中的去分化和重新分化仍在出现，代表了我们的关键空隙 了解胰腺疾病。该建议旨在提供基本的机械洞察力 末端腺泡分化在物理和病理状况下，非常适合 NIH的使命是发现人类健康和疾病的基本知识。