炎症微环境在骨骼肌损伤和再生中的作用机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81430050
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    320.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H16.急重症医学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The unbalance of injury and regeneration in skeletal muscle leads to skeletal muscle atrophy. Utilizing cardiotoxin-induced muscle injury model, our preliminary studies suggested that immune related gene expression significantly up-regulated; complement was activated; T cell promote macrophage infiltration. The phagocytose, autophagy and differentiation of macrophage play an important role in development of skeletal muscle injury and regeneration. However, the underlined mechanism is remained unclear. The goal of this study is to clarify that how inflammatory microenvironment is formed and how communication of T cells and macrophage causes skeletal muscle regeneration. Specifically, the specific aims are: 1) to explore how injured muscle activates complement and initiates inflammatory response using C3aR-/- and C5aR-/- mice; 2) to determine how the cell-cell interaction between T cells and macrophages to amplify inflammation using T cell depletion/transfer and proteomics technique; 3) to explore the molecular mechanisms of SRBI and Cathepsin S affect macrophage phagocytose and autophagy using SRBI-/-, Cats-/- mice and siRNA knockdown; 4) to determine the production IFN-γ and its role in macrophage differentiation using CD4-/-, IFN-γ -/- mice and recombinant IFN-γ treatment; 5) to determine the critical roles of CX3CR1 in macrophage function using CR3CR1-/- mice and RNA-Seq technique; 6) to clarify how the inflammatory cells and cytokines affect the proliferation and differentiation of satellite cell and induce skeletal muscle injury and regeneration using cell-cell coculture. Our research will shed light on how inflammatory microenviroment participates the pathogenesis of skeletal muscle injury and regeneration, and provide the theoretical and experimental basis for intervention of skeletal muscle atrophy .
骨骼肌损伤和修复的失衡导致骨骼肌萎缩。我们前期发现:1)骨骼肌损伤中炎症相关基因表达上调,2)激活补体促进炎症细胞浸润,3)T细胞加剧巨噬细胞招募 4)巨噬细胞表型转换参与骨骼肌再生。但该过程中炎症微环境如何形成、放大,炎症细胞间如何相互作用,功能如何被调控进而影响肌卫星干细胞活化和骨骼肌再生修复等科学问题尚不清楚。本课题利用补体基因缺陷小鼠,阐明受损骨骼肌激活补体系统启动炎症的机制;利用T细胞回输\敲除和蛋白质组学,明确T细胞介导巨噬细胞招募,放大炎症的机制;利用SRBI基因敲除和siRNA干扰,明确其调控巨噬细胞吞噬、自噬功能的机制;利用IFN-r基因缺陷小鼠、重组细胞因子及mRNA转录组测序明确细胞因子对巨噬细胞表型转化及功能的调控机制;利用体外共培养系统,明确炎症微环境影响骨骼肌损伤修复的机制,从而寻找预防骨骼肌萎缩或调控骨骼肌再生的新靶点。

结项摘要

骨骼肌萎缩是多种慢性疾病的共同现象,并与这些疾病的死亡率和预后转归密切相关,骨骼肌损伤再生是复杂的病理生理过程,深入探索和验证某些关键炎症微环境成份及其分子作用机制对于寻找预防骨骼肌萎缩或调控骨骼肌损伤修复的策略具有至关重要的意义。为此我们运用多种分子生物学、细胞生物学、免疫学、基因组学等手段,利用多种关键炎症细胞、炎症因子和细胞表面受体敲除小鼠,结合细胞回输和细胞共培养体系等方法,主要发现如下:1)发现了损伤骨骼肌激活补体系统替代途径产生分子C3a促进巨噬细胞产生趋化因子,IL-33/IL1RL1通路刺激FAP产生趋化因子,进而共同启动损伤后骨骼肌炎症反应;2)发现浸润的CD8+T细胞一方面与巨噬细胞相互作用促进MCP-1的释放,招募CCR2+巨噬细胞浸润至损伤部位,一方面释放IFN-促进巨噬细胞分化为IFN反应性巨噬细胞,分泌细胞因子CXCL10促进肌卫星干细胞的增殖;3)明确了巨噬细胞SRB1和miR-223-3p分别通过介导吞噬反应和靶向抑制IL-6的表达调控自身表型分化的分子机制;4)发现其他促肌卫星干细胞分化的分子(Psmb8和KLF15)对骨骼肌损伤后再生的重要作用。总之,以上的一系列发现阐明了炎症微环境在骨骼肌损伤、再生、修复过程中的作用机制,有助于了解在慢性疾病过程中病理因素通过影响系统和局部炎症环境抑制骨骼肌再生、修复的病理过程,为预防骨骼肌萎缩和提高老年人生活质量的新方法提供重要理论指导。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Whole Transcriptome Analysis of Hypertension Induced Cardiac Injury Using Deep Sequencing
使用深度测序对高血压引起的心脏损伤进行全转录组分析
  • DOI:
    10.1159/000438659
  • 发表时间:
    2016-01-01
  • 期刊:
    CELLULAR PHYSIOLOGY AND BIOCHEMISTRY
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Li, Tao-Tao;Li, Xiao-Yan;Du, Jie
  • 通讯作者:
    Du, Jie
Complement 5a Enhances Hepatic Metastases of Colon Cancer via Monocyte Chemoattractant Protein-1-mediated Inflammatory Cell Infiltration
补体 5a 通过单核细胞趋化蛋白 1 介导的炎症细胞浸润增强结​​肠癌的肝转移
  • DOI:
    10.1074/jbc.m114.612622
  • 发表时间:
    2015-04-24
  • 期刊:
    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Piao, Chunmei;Cai, Lun;Du, Jie
  • 通讯作者:
    Du, Jie
Endoplasmic reticulum stress in bone marrow-derived cells prevents acute cardiac inflammation and injury in response to angiotensin II.
骨髓来源细胞的内质网应激可预防血管紧张素 II 引起的急性心脏炎症和损伤
  • DOI:
    10.1038/cddis.2016.164
  • 发表时间:
    2016-06-09
  • 期刊:
    Cell death & disease
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
  • 通讯作者:
Phagocytosis mediated by scavenger receptor class BI promotes macrophage transition during skeletal muscle regeneration
BI类清道夫受体介导的吞噬作用促进骨骼肌再生过程中的巨噬细胞转变
  • DOI:
    10.1074/jbc.ra119.008795
  • 发表时间:
    2019-08
  • 期刊:
    The Journal of Biological Chemistry
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jing Zhang;Chao Qu;Taotao Li;Wei Cui;Xiaonan Wang;Jie Du
  • 通讯作者:
    Jie Du
CD8 T Cells Are Involved in Skeletal Muscle Regeneration through Facilitating MCP-1 Secretion and Gr1(high) Macrophage Infiltration
CD8 T 细胞通过促进 MCP-1 分泌和 Gr1(高)巨噬细胞浸润参与骨骼肌再生
  • DOI:
    10.4049/jimmunol.1303486
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    The Journal of Immunology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhang Jing;Xiao Zhicheng;Qu Chao;Cui Wei;Wang Xiaonan;Du Jie
  • 通讯作者:
    Du Jie

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其他文献

自噬相关基因5下调抑制血管紧张素Ⅱ介导的巨噬细胞凋亡
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    杜杰
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  • DOI:
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    --
  • 作者:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    杜杰
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘燕;张晓萍;王绿娅;杜杰
  • 通讯作者:
    杜杰

其他文献

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杜杰的其他基金

胸主动脉瘤/夹层发病机制及围手术期脏器灌注不良综合征防治策略研究(联合申请B)
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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