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Thy-1表达缺失诱导整合素αvβ3变构及活化:脂多糖抑制肺成纤维细胞自噬的机制
结题报告
批准号:
81670057
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
皋源
依托单位:
学科分类:
H0108.间质性肺疾病
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
邓羽霄、邢顺鹏、聂芳、丁佳、侯磊、徐侨翌、谢婷婷
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中文摘要
肺成纤维细胞(LF)自噬抑制是LF增殖与肺纤维化发生的前提。申请者发现脂多糖(LPS)能引起LFThy-1表达缺失并抑制LF自噬,但机制未明。整合素αvβ3分子变构与Thy-1表达缺失相关,申请者推测LPS可诱导LFThy-1表达缺失,改变整合素αvβ3构象,使其活化并激活PI3K-Akt-mTOR通路从而抑制LF自噬。本课题在胶原蛋白三维培养环境下研究LPS抑制LF自噬的机制,通过抑制或过表达Thy-1和整合素、阻断PI3K-Akt-mTOR通路,明确Thy-1表达缺失、整合素αvβ3活化和PI3K-Akt-mTOR通路活化的作用。同时建立LPS诱导小鼠肺纤维化模型,采用CRISPR/Cas9技术构建肺组织特异性Thy-1过表达小鼠,使用自噬诱导剂促进肺组织自噬过程以抑制LF增殖和肺纤维化。本研究有望从生物大分子间相互作用的角度完善LPS诱导肺纤维化的机理,为探索该病的防治手段奠定基础。
英文摘要
The inhibited autophagy of lung fibroblast is the precondition for lung fibroblast proliferation and pulmonary fibrosis. Our previous studies revealed that lipopolysaccharide (LPS) could induce Thy-1 gene deletion and autophagy inhibition in lung fibroblast, but the underlying mechanism remains unknown. Thy-1 deletion was reported to change the conformational alternation of integrin αvβ3. Here we hypothesize that LPS-induced deletion of Thy-1 can cause the conformational change of integrinαvβ3, which result in inhibited autophagy of lung fibroblast though activation of PI3K-Akt-mTOR pathway. In this study, under the condition of three-dimensional polymerized collagen matrices, we aim to elucidate the possible mechanism of LPS-induced inhibition of lung fibroblast autophagy and to clarify the role of Thy-1 deletion, integrinαvβ3 activation and PI3K-Akt-mTORsignaling pathway activation play in this process though inhibiting/over-expressing Thy-1gene/integrinαvβ3 or blocking PI3K-Akt-mTOR pathway. Meanwhile, based on the mouse model of LPS-induced pulmonary fibrosis, we plan to up-regulate Thy-1 expression by establishing the pulmonary-specific Thy-1 gene knock-in mouse though CRISPR/Cas9 genome-editing technique, and to promote autophagy by autophagy inducer administration in order to inhibit lung fibroblast proliferation and pulmonary fibrosis. This study is expected to explore the mechanism of LPS-induced pulmonary fibrosis from the perspective of synergistic interaction between bio-macromolecules and to lay the foundation for its countermeasures explorer.
脂多糖(LPS)诱导肺成纤维细胞自噬抑制是肺成纤维细胞增殖与肺纤维化发生的重要因素,对相关机制进行研究具有重要意义。本课题重点研究LPS抑制肺成纤维细胞自噬并促进细胞增殖的相关机制,通过抑制或过表达Thy-1和整合素β3、阻断PI3K-Akt-mTOR通路,明确Thy-1表达缺失、整合素β3活化和PI3K-Akt-mTOR通路活化在LPS诱导肺成纤维细胞自噬抑制、细胞增殖和肺纤维化过程中的作用。细胞实验发现:LPS刺激肺成纤维细胞可抑制细胞自噬并促进细胞增殖,伴Thy-1表达下降、Thy-1与整合素β3相互作用减弱、整合素β3表达和活性增高以及PI3K-Akt-mTOR通路活化。抑制整合素β3表达和活性、过表达Thy-1能逆转LPS诱导的PI3K-Akt-mTOR通路活化及细胞自噬抑制;在LPS缺失时,抑制Thy-1表达能模拟LPS刺激所诱导的PI3K-Akt-mTOR通路活化及细胞自噬抑制的相关效应;而使用自噬抑制剂能模拟LPS刺激所诱导的细胞增殖过程。抑制PI3K-Akt-mTOR通路可逆转LPS诱导的细胞自噬抑制和增殖过程。动物实验证实LPS刺激能引起小鼠肺纤维化反应,伴肺组织Thy-1表达下调、整合素β3表达增高和自噬抑制;在整体水平过表达小鼠肺组织Thy-1基因或者抑制整合素β3活性后能逆转LPS诱导的小鼠肺组织Thy-1表达下调、整合素β3表达增高和自噬抑制过程进而抑制LPS诱导的小鼠肺纤维化进程。综上所述,本课题研究证实LPS可诱导肺成纤维细胞Thy-1基因表达缺失并引起整合素β3表达活化以及PI3K-Akt-mTOR通路活化,进而抑制肺成纤维细胞自噬并促进细胞增殖和肺纤维化进程。对Thy-1、整合素β3以及PI3K-Akt-mTOR通路进行有效干预,有望为脓毒症相关性肺纤维化的临床治疗提供一种基于调控细胞自噬状态而抑制肺纤维化进程的治疗策略。
期刊论文列表
专著列表
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专利列表
Lipopolysaccharide induced the proliferation of mouse lung fibroblasts by suppressing FoxO3a/p27 pathway
脂多糖通过抑制FoxO3a/p27通路诱导小鼠肺成纤维细胞增殖
DOI:10.1002/cbin.11016
发表时间:2018-10-01
期刊:CELL BIOLOGY INTERNATIONAL
影响因子:3.9
作者:Gu, Nannan;Xing, Shunpeng;Wen, Daxiang
通讯作者:Wen, Daxiang
Lipopolysaccharide promotes lung fibroblast proliferation through autophagy inhibition via activation of the PI3K-Akt-mTOR pathway
脂多糖通过激活 PI3K-Akt-mTOR 通路抑制自噬,促进肺成纤维细胞增殖
DOI:10.1038/s41374-018-0160-2
发表时间:2019-05-01
期刊:LABORATORY INVESTIGATION
影响因子:5
作者:Xie, Tingting;Xu, Qiaoyi;He, Zhengyu
通讯作者:He, Zhengyu
Thy-1 depletion and integrin β3 upregulation-mediated PI3K-Akt-mTOR pathway activation inhibits lung fibroblast autophagy in lipopolysaccharide-induced pulmonary fibrosis
Thy-1 耗竭和整合素 β3 上调介导的 PI3K-Akt-mTOR 通路激活抑制脂多糖诱导的肺纤维化中的肺成纤维细胞自噬
DOI:10.1038/s41374-019-0281-2
发表时间:2019-11-01
期刊:LABORATORY INVESTIGATION
影响因子:5
作者:Wan, Hanxi;Xie, Tingting;He, Zhengyu
通讯作者:He, Zhengyu
DOI:10.3760/cma.j.issn.1673-4378.2019.02.002
发表时间:2019
期刊:国际麻醉学与复苏杂志
影响因子:--
作者:谢婷婷;徐侨翌;邢顺鹏;万晗曦;皋源;何征宇
通讯作者:何征宇
DOI:--
发表时间:2018
期刊:国际麻醉学与复苏杂志
影响因子:--
作者:万晗曦;谢婷婷;徐侨翌;胡晓婷;邢顺鹏;皋源;何征宇
通讯作者:何征宇
液—液相分离诱导肺泡上皮细胞铁自噬—铁死亡及铁蛋白-EV分泌活化肺成纤维细胞促进机械通气相关性肺纤维化的机制
  • 批准号:
    82372186
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    49.00万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    皋源
  • 依托单位:
机械牵张微环境诱导肺泡上皮细胞内质网应激促进DAMP-EV分泌加速机械通气相关性肺纤维化的机制
  • 批准号:
    82172150
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    皋源
  • 依托单位:
机械牵张微环境诱导肺成纤维细胞代谢重编程致糖代谢稳态失衡:机械通气促进脓毒症相关性肺纤维化的机制研究
  • 批准号:
    81870052
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    皋源
  • 依托单位:
国内基金
海外基金