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ERS/VTS介导问号钩端螺旋体跨细胞转运及肾细胞内繁殖与出胞的分子机制
结题报告
批准号:
81671974
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
严杰
依托单位:
学科分类:
H2201.病原细菌与感染
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
胡玮琳、刘蒙、李阳、王继璇、方佳琪、邵建伟、陈旭、李凯旋
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中文摘要
钩端螺旋体(简称钩体)病是全球性人兽共患病。动物感染后尿液排菌形成疫水、人接触疫水感染后从血流扩散至内脏分别是钩体病流行和病情恶化关键。近年发现细菌利用细胞内吞循环系统/囊泡运输系统(ERS/VTS)跨细胞扩散及泡内繁殖。我们前期研究发现钩体通过跨细胞途径穿越血管内皮细胞且吞噬泡不与溶酶体融合,也能穿越肾小管上皮和成纤维细胞且胞内钩体数量增加,但机制不明。本项目拟从分子/细胞和动物不同层次并采用先进可靠技术,先确定ITG-FAK或CAV1-PI3K通路介导血管内皮、肾小管上皮和成纤维细胞内吞钩体分子机制,再确定钩体吞噬泡经Rab5-Rab4-Rab11或CAV1-EEA1-Rab11囊泡转运途径形成出胞及膜融合复合体、激活钙通道并经FAK或PI3K通路介导Ca2+及微丝或微管依赖细胞骨架重排实现胞外钩体跨细胞转运以及肾细胞吞噬泡内钩体繁殖与出胞分子机制,对钩体病防控及治疗均具有重要意义。
英文摘要
Leptospirosis is a globally-spreading zoonotic disease. Animals after infection with Leptospira will discharge leptospires from their urine to contaminate natural water, while humans will be infected by contact with the Leptospira-containing water and the invaded leptospires in patient’s bloodstream diffuse into internal organs to cause the aggravation of patient’s condition. The recent literatures reported that bacteria can utilize cellular endocytic recycling system / vesicular transport system (ERS/VTS) to diffuse in vivo through transcytosis and propagate in vesicles. Our previous study found that leptospires pass through the vascular endothelial cell monolayers by transcytosis and their phagocytotic vesicles did not fuse with lysosomes, while leptospires could also pass through the renal tubule epithelial cells and fibroblasts and the leptospiral number was increased, but their molecular machanims are unknown. In this project, we will study from molecular, cellular and animal levels and use advanced and reliable techniques to determine the mechanism of vascular endothelial cells, renal tubule epithelial cells and fibroblasts phagocytosing the leptospires through ITG-FAK- or CAV1-PI3K-mediated pathway. Subsequently, we will determine the mechanisms of extracellular leptospiral transcytosis through Rab5-Rab4-Rab11 or CAV1-EEA1-Rab11 vesicle transport route, formation of exocyst complex and membrane fusion complex, activation of calcium channels, and FAK or PI3K signaling pathway-mediated Ca2+ / microfilament or microtubule-dependent cytoskeleton rearragment as well as the the mechanisms of leptospiral propagation in phagocytotic vesicles of renal cells and exocytosis of the propagated leptospires. The results of this project have important significance in control and treatment of leptospirosis.
主要由问号钩端螺旋体(简称钩体)引起的钩体病是全球性人兽共患传染病。动物感染后从尿液排出问号钩体形成疫水,人接触疫水感染的问号钩体进入血流并扩散至内脏引发疾病,但其跨内皮和上皮屏障播散的分子机制迄今未见报道。此外,问号钩体跨细胞转运过程中钩体与细胞相互作用也不清楚。本项目研究发现,优势流行的问号钩体黄疸出血群赖型赖株利用细胞内吞循环系统/囊泡运输系统(endocytic recycling system / vesicular transport system,ERS/VTS)跨人和小鼠血管内皮细胞、肾小管上皮细胞和成纤维细胞转运和扩散,但仅在小鼠成纤维细胞中增殖。问号钩体赖株均通过细胞小窝/β1整合素-磷脂酰肌醇-3激酶-细胞微丝途径(CAV/ITGB1-PI3K-MF)进入血管内皮和肾小管上皮细胞、细胞小窝/β1整合素-黏附斑激酶-细胞微丝途径(CAV/ITGB1-FAK-MF)进入成纤维细胞形成钩体吞噬泡。问号钩体吞噬泡招募ERS/VTS中Rab5/11形成钩体循环内体(recycling endosome,RE),但不与溶酶体融合,钩体和细胞均存活。问号钩体RE招募VTS中Sec15、VAMP2和SYN1形成钩体RE-SNARE出胞复合体(RE-SNARE exocyst,RSE),然后均通过FAK-MF/MT途径出胞。研究中我们还发现,问号钩体赖株vWA基因产物可分别与人1、3、4和6型胶原(hCOL1/3/4/6)强结合,具有黏附因子作用;M16金属蛋白酶1和3(Lep-MP1和Lep-MP2)介导问号钩体赖株侵入金地鼠血流引起中毒性败血症以及体内播散;vwa-I/II基因产物能与人血小板GPIb-α受体强结合抑制vWF/GPIb介导的凝血而导致肺出血;LA_2144 基因产物具有较强的血小板活化因子乙酰水解酶(PAF-AH)活性和较弱的炎症相关磷脂酶A2(PLA2)活性,参与问号钩体赖株致病过程。本项目预定的研究目标拟发表论文5篇,其中SCI论文3篇,争取有2篇SCI论文影响因子>5,培养硕、博士生3-5名。本项目已发表SCI研究论文或综述4篇、待发表SCI研究论文1篇,其中2篇SCI论文IF=5.022和6.680,发表中文研究论文或综述5篇,1篇我国最早的新冠肺炎中文综述为疫情防控作出了专业贡献,培养了博士3名硕士3名,全面完成了预定的研究任务。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
M16-Type Metallopeptidases Are Involved in Virulence for Invasiveness and Diffusion of Leptospira interrogans and Transmission of Leptospirosis
M16 型金属肽酶参与询问钩端螺旋体的侵袭和扩散以及钩端螺旋体病传播的毒力。
DOI:10.1093/infdis/jiaa176
发表时间:2020-09-15
期刊:JOURNAL OF INFECTIOUS DISEASES
影响因子:6.4
作者:Ge, Yu-Mei;Sun, Ai-Hua;Yan, Jie
通讯作者:Yan, Jie
Mononuclear-macrophages but not neutrophils act as major infiltrating anti-leptospiral phagocytes during leptospirosis.
在钩端螺旋体病期间,单核巨噬细胞而非中性粒细胞充当主要的浸润性抗钩端螺旋体吞噬细胞
DOI:10.1371/journal.pone.0181014
发表时间:2017
期刊:PloS one
影响因子:3.7
作者:Chen X;Li SJ;Ojcius DM;Sun AH;Hu WL;Lin X;Yan J
通讯作者:Yan J
vWA proteins of Leptospira interrogans induce hemorrhage in leptospirosis by competitive inhibition of vWF/GPIb-mediated platelet aggregation.
问号钩端螺旋体的 vWA 蛋白通过竞争性抑制 vWF/GPIb 介导的血小板聚集而诱导钩端螺旋体病出血。
DOI:10.1016/j.ebiom.2018.10.033
发表时间:2018-11
期刊:EBioMedicine
影响因子:11.1
作者:Fang JQ;Imran M;Hu WL;Ojcius DM;Li Y;Ge YM;Li KX;Lin X;Yan J
通讯作者:Yan J
DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-5101.2020.01.001
发表时间:2020
期刊:中华微生物学和免疫学杂志
影响因子:--
作者:严杰;李明远;孙爱华;彭宜红
通讯作者:彭宜红
DOI:--
发表时间:2019
期刊:中华微生物学和免疫学杂志
影响因子:--
作者:张琴超;孙爱华;张金良;胡玮琳;严杰;林旭瑷
通讯作者:林旭瑷
钩端螺旋体vwa基因产物竞争性抑制vWF介导血小板聚集引发出血分子机制
  • 批准号:
    81471907
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    75.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    严杰
  • 依托单位:
钩端螺旋体对不同宿主与细胞致病性差异及其播散与排菌分子机制研究
  • 批准号:
    81171534
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    严杰
  • 依托单位:
问号钩端螺旋体鞭毛系统与侵袭性酶类协同致病分子机制研究
  • 批准号:
    30970112
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    35.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    严杰
  • 依托单位:
空肠弯曲菌定植趋化相关二元信号传导系统及其调控机制的研究
  • 批准号:
    30771917
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    严杰
  • 依托单位:
问号钩端螺旋体诱导不同细胞凋亡的主要分子途径及凋亡相关信号传导通路的调控机制
  • 批准号:
    30570092
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    27.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    严杰
  • 依托单位:
问号钩端螺旋体III型分泌系统及其表达产物致病性研究
  • 批准号:
    30370072
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2003
  • 负责人:
    严杰
  • 依托单位:
钩端螺旋体内化和信号传导机制及其致病意义的研究
  • 批准号:
    30170049
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    18.0万元
  • 批准年份:
    2001
  • 负责人:
    严杰
  • 依托单位:
钩体属特异性抗原基因克隆及融合蛋白保护作用的研究
  • 批准号:
    39970678
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    12.0万元
  • 批准年份:
    1999
  • 负责人:
    严杰
  • 依托单位:
国内基金
海外基金