IL-35通过GCN2-CHOP/mTORC1信号网络调控低氧状态下氨基酸代谢微环境介导的Treg细胞分化异常:ARDS失控性炎症的一个潜在治疗靶点
批准号:
81873928
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
徐昉
依托单位:
学科分类:
器官功能衰竭与支持
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
林时辉、章述军、HUA WU、张苜、王川江、周小波、雷铭、陈其、陈彦青
中文摘要
IL-35可通过调节失控性炎症对ARDS发挥保护作用,是调控Treg细胞炎症抑制功能所需细胞因子。我们前期研究表明:ARDS时氨基酸代谢微环境(L-精氨酸降低)影响Treg细胞分化,而IL-35能促进NaïveCD4T细胞向Treg细胞分化;且GCN2-CHOP/mTORC1信号网络是精氨酸缺乏时T细胞分化关键调控环节。基于此,我们提出“IL-35通过调控GCN2-CHOP/mTORC1信号网络,启动蛋白质翻译、减少细胞死亡,促进Treg细胞分化,抑制ARDS失控性炎症”的科学假说,并拟以NaïveCD4T、肺血管内皮等细胞(株)和IL-35(KO)、GCN2(KO)、B-NSG等基因敲除小鼠模型,腺病毒载体RNA干扰、氨基酸饥饿、细胞共培养、T细胞过继回输等技术与方法,从分子-细胞-动物-临床整体论证并阐明ARDS新机制,为以Treg细胞作为代谢检测点设计ARDS潜在治疗靶标提供新方向。
英文摘要
IL-35 can protect ARDS by regulating uncontrollable inflammation, and IL-35 is an important cytokine required to regulate the inflammatory suppressive function of Treg cells. Our previous studies showed that amino acid metabolism microenvironment, such as L-arginine decreased, can affect the Treg cell differentiation in ARDS. And we had illustrated that IL-35 can promote the differentiation from Naïve CD4 T cells into Treg cells. Simultaneously, the GCN2-CHOP/mTORC1 signaling network is one of the key regulatory element of T cell differentiation during arginine deficiency. Based on theories and results from the above, we proposed a scientific hypothesis that IL-35 could initiate protein translation and reduce cell death through regulation of the GCN2-CHOP/mTORC1 signaling network, and then promote Treg cells differentiation and suppress uncontrolled inflammatory reaction of ARDS through regulating the GCN2-CHOP/mTORC1 signaling. Naïve CD4 T cells, pulmonary vascular endothelial cells and other knockout mouse models, including IL-35(KO) mice, GCN2(KO) mice and B-NSG mice were used; adenovirus vector RNA interference, amino acid starvation, cells co-culture and adoptive transfusion of T cells were carried out to explore a new mechanism of ARDS, which could contribute to use the Treg cells as the metabolic check point to provide a promising strategy for identifying potential therapeutic targets of ARDS.
失控性炎症反应是引起ARDS中心环节。IL-35可通过调节失控性炎症对ARDS发挥保护作用,是调控Tregs炎症抑制功能所需细胞因子。课题组前期工作表明:IL-35能促进NaiveCD4T细胞向Tregs分化;ARDS代谢微环境(低Arg)影响Tregs分化,GCN2-CHOP/mTORC1信号网络是Arg缺乏时T细胞分化关键调控环节。提出“IL-35通过调控GCN2-CHOP/mTORC1信号网络,启动蛋白质翻译、减少细胞死亡,促进Tregs分化,抑制ARDS失控性炎症”科学假说。在项目资助下,课题组研究IL-35在ARDS中的作用及相关分子机制,通过4年工作:①阐明ARDS时IL-35异常表达、代谢微环境改变与Tregs分化间的关系,以及对ARDS发生发展的作用;②研究并揭示ARDS时,IL-35通过GCN2-CHOP/mTORC1等多种炎症代谢信号网络,调控Tregs分化异常,影响ARDS的分子机制;③通过naiveT细胞分化诱导模型,揭示ARDS时IL-35在Tregs命运决定中的调控作用。重要研究结果包括:确定IL-35是ARDS重要炎症靶标,对ARDS具重要保护性作用;证明提高CD4+/CD4+CD25+Foxp3+Tregs比例是IL-35发挥治疗性作用潜在机制;抗炎类天然化合物治疗ARDS与提高naiveCD4+T细胞向的Tregs分化,促进STAT5和IL-35表达有关,“IL-35/Tregs”是ARDS炎症调控关键环节;IL-35能通过促进naïveCD4+T细胞分化为Foxp3+Helios+Tregs来减轻ARDS,从而为抗ARDS治疗提供了一种新工具。确定并筛选出“D-精氨酸和D-鸟氨酸代谢”差异性代谢途径;低氧代谢影响Treg细胞分化,IL-35通过调控炎症代谢信号网络(GCN2-CHOP/mTORC1、JAK/STAT、NF-κB等)促进向Treg细胞分化;IL-35不能诱导低L-Arg条件naïveCD4+T细胞分化为Tregs;IL-35能通过JAK/STAT通路促进GS表达,抑制GSH从头合成,上调Tregs。本项目实施从转化医学角度阐述“以Tregs为代谢检测点设计ARDS新的潜在治疗靶标(IL-35/Tregs)”的问题。项目执行期间,主要发表 S C I 论文6篇,授权国家发明专利1项。
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Potential therapeutic effects of interleukin-35 on the differentiation of naïve T cells into Helios(+)Foxp3(+) Tregs in clinical and experimental acute respiratory distress syndrome.
IL-35 对临床和实验急性呼吸窘迫综合征中幼稚 T 细胞分化为 Helios Foxp3 Tregs 的潜在治疗作用
DOI:
10.1016/j.molimm.2021.01.009
发表时间:
2021-04
期刊:
Molecular immunology
影响因子:
3.6
作者:
[Wang C, Xie K, Li K, Lin S, Xu F]
通讯作者:
Xu F
Curcumin Promotes the Expression of IL-35 by Regulating Regulatory T Cell Differentiation and Restrains Uncontrolled Inflammation and Lung Injury in Mice
姜黄素通过调节调节性 T 细胞分化促进 IL-35 的表达并抑制小鼠失控的炎症和肺损伤
DOI:
10.1007/s10753-020-01265-2
发表时间:
2020-06-14
期刊:
INFLAMMATION
影响因子:
5.1
作者:
[Chen, Yan-qing, Chai, Yu-sen, Xu, Fang]
通讯作者:
Xu, Fang
Explore potential plasma biomarkers of acute respiratory distress syndrome (ARDS) using GC-MS metabolomics analysis
使用 GC-MS 代谢组学分析探索急性呼吸窘迫综合征 (ARDS) 的潜在血浆生物标志物
DOI:
10.1016/j.clinbiochem.2019.02.009
发表时间:
2019-04-01
期刊:
CLINICAL BIOCHEMISTRY
影响因子:
2.8
作者:
[Lin, Shihui, Yue, Xi, Xu, Fang]
通讯作者:
Xu, Fang
DOI:
10.1016/j.gendis.2020.06.009
发表时间:
2020
期刊:
Genes & Diseases
影响因子:
作者:
[Shi-hui Lin, Yi-si Zhao, Dai-xing Zhou, Fa-chun Zhou, Fang Xu]
通讯作者:
Fang Xu
HMGB1 suppress the expression of IL-35 by regulating Naive CD4+T cell differentiation and aggravating Caspase-11-dependent pyroptosis in acute lung injury
HMGB1通过调节Naâve CD4 T细胞分化并加重急性肺损伤中Caspase-11依赖性细胞焦亡来抑制IL-35的表达
DOI:
10.1016/j.intimp.2020.107295
发表时间:
2021-02-01
期刊:
INTERNATIONAL IMMUNOPHARMACOLOGY
影响因子:
5.6
作者:
[Xie,Ke, Chen,Yan-qing, Xu,Fang]
通讯作者:
Xu,Fang
IL-38介导的谷氨酰胺代谢调控Th17和Treg细胞分化可塑性影响ARDS的作用机制
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:55万元
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批准年份:2021
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负责人:徐昉
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依托单位:
IL-33/ST2活化肺泡Ⅱ型上皮细胞在急性肺损伤失控性炎症反应中的作用机制研究
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批准号:81570069
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项目类别:面上项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2015
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负责人:徐昉
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依托单位:
IL-27调控PI3K/Akt信号通路在急性肺损伤中的作用机制研究
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批准号:81200054
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2012
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负责人:徐昉
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依托单位:
国内基金
海外基金