IL-17A激活NLRP3介导细胞焦亡在氟中毒动物睾丸组织细胞损伤中的调节机制
批准号:
32072934
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
张建海
依托单位:
学科分类:
临床兽医学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张建海
中文摘要
细胞焦亡作为新近发现的一种程序性死亡方式,在各种疾病与组织损伤中起重要调节作用,而对是否参与动物氟中毒组织损伤调节未见报道。本项目利用已建立的IL-17A基因敲除与功能增强氟中毒小鼠模型,采用电镜分析、酶联免疫、免疫荧光、定量PCR和蛋白印迹等技术研究睾丸组织细胞形态、焦亡关键蛋白GSDMD、NLRP3、Caspase-1、ASC、Pro-IL-1β、IL-1β、IL-18等表达;并进一步通过体内外实验,上调及阻断NLRP3炎症体通路,研究上述焦亡关键蛋白和基因,IL-17A和受体、IL-17A 分泌细胞因子以及调节通路中NF-κB、IFN-γ、TNF-α等基因和蛋白质表达,探讨NLRP3介导的细胞焦亡与IL-17A通路之间的关系,解析IL-17A激活NLRP3炎症小体介导细胞焦亡在氟致睾丸组织细胞损伤的机制,旨在阐明氟的雄性生殖毒性机理,为从分子水平上开展氟中毒的诊断和治疗提供新的靶点。
英文摘要
Pyrocytosis, as a newly discovered type of programmed cell death, plays an important regulatory role in various diseases and tissue damages, and whether it is involved in the regulation of tissue damage caused by animal fluorosis has not been reported. This project will study the testicular tissue cell morphology, pyrolysis key protein GSDMD, NLRP3, Caspase-1, ASC, Pro-IL-1β, IL-1β, IL-18 and other expressions by using various techniques including electron microscopy, ELISA, immunofluorescence, quantitative PCR and Western blotting based on the established mice models of IL-17A gene knockout and functional enhancement treated with fluoride. Furthermore, other models of in vivo and in vitro experiments, and up-regulate and block the NLRP3 inflammatory pathway will be established to study the above key proteins and genes of pyrolysis, IL -17A and receptors, IL-17A secrete cytokines, and regulate the expression of genes and proteins such as NF-κB, IFN-γ, and TNF-α in the IL-17A pathway, and explore the relationship between NLRP3-mediated cell pyrolysis and IL-17A pathway. The objective of all analyze is to explore the mechanism of IL-17A activating NLRP3 inflammasome mediated pyrocytosis in testicular tissue damage caused by fluoride, which aims to elucidate the mechanism of male reproductive toxicity of fluorine, and provide a new target for the diagnosis and treatment of fluorine poisoning at the molecular level.
氟中毒作为世界范围内重要畜禽中毒病之一,对雄性生殖系统的损伤被广泛关注,但其毒性机制不明,氟是否通过IL-17A激活NLRP3炎症小体介导睾丸组织细胞焦亡未见研究。本项目通过构建氟中毒野生型小鼠和IL-17A敲除小鼠模型,种鸡氟中毒模型和猪睾丸支持细胞模型,结合体外抑制NLRP3、TFRC等多种氟处理睾丸间质细胞(TM3)模型,系统研究发现:(1)氟通过IL-17A介导经典NLRP3/Caspase-1/GSDMD途径和非经典Caspase-1/11途径致睾丸细胞焦亡,并不是通过激活RIPK1/RIPK3-MLKL介导NLRP3通路;(2)核黄素能够通过抑制NLRP3/Caspase-1/GSDMD信号通路来缓解氟中毒引起的睾丸细胞焦亡;(3)回肠来源的双歧杆菌通过调节IL-17A介导的非经典途径来缓解氟导致的细胞焦亡;(4)氟通过miR-34a-5p/REST轴促进睾丸间质细胞自噬,且低浓度氟促进自噬,而高浓度抑制自噬;(5)核黄素可通过System Xc⁻/GPX4通路及铁代谢途径缓解氟致睾丸间质细胞铁死亡,但不依赖IL-17A;(6)褪黑激素和自我恢复能缓解氟导致的睾丸铜代谢紊乱和铜死亡,持续性褪黑激素干预效果优于停氟自我恢复和停氟褪黑激素;(7)褪黑素可通过与Mel1c受体结合,缓解氟导致的睾丸减数分裂基因及附睾分泌蛋白上调,减轻血清生殖激素水平紊乱,降低氟对精子发生和成熟过程的损伤。.经过4年系统研究,本项目不仅首次阐明IL-17A通过激活NLRP3炎症小体介导细胞焦亡在氟致睾丸损伤中的核心调控机制,而且在构建"IL-17A-NLRP3焦亡轴"理论框架的基础上,成功筛选出核黄素、双歧杆菌、褪黑素及α-硫辛酸等多靶点协同干预体系。系列成果在Advanced Science(IF 14.3)、Journal of Hazardous Materials(IF 12.2)、Journal of Advanced Research(IF 11.4)、Journal of Agricultural and Food Chemistry(IF 6.3)等国际顶级期刊发表研究论文15篇(中科院1区8篇,IF>10论文4篇)。培养硕博研究生16名,在国际会议报告4次,国内多个学术会议报告17次,为我国氟中毒的诊断和防控提供了重要的科学依据。
基于"肠—睾丸轴"探究氟通过激活IL-17A致鸡睾丸组织损伤的机制
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批准号:32573457
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.00万元
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批准年份:2025
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负责人:张建海
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依托单位:
MAPKs信号通路参与氟和二氧化硫对动物睾丸精子发生影响的调节机理研究
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批准号:31172380
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项目类别:面上项目
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资助金额:62.0万元
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批准年份:2011
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负责人:张建海
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依托单位:
microRNAs在氟和二氧化硫致动物雄性生殖功能损伤中的调控机理研究
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批准号:30901092
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:19.0万元
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批准年份:2009
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负责人:张建海
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依托单位:
国内基金
海外基金