色氨酸代谢产物介导翻译后修饰调控PDGFRα活性在哮喘气道重塑中的作用和机制研究
批准号:
82070036
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
唐昊
依托单位:
学科分类:
支气管哮喘
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
唐昊
中文摘要
既往研究表明哮喘患者肺组织色氨酸代谢关键酶IDO1活性受损;内源性硫化氢减少,补充硫化氢可抑制哮喘气道重塑,但之间的关联及硫化氢的作用机制尚不明确。已知硫化氢对蛋白质的硫巯基化可改变其生物活性。我们发现硫化氢可诱导气道平滑肌细胞内PDGFRα蛋白发生硫巯基化。因此,我们提出假设,肺组织色氨酸的代谢产物犬尿氨酸(KYN)可通过芳烃受体(AhR)调控硫化氢合成酶的表达,产生的硫化氢通过硫巯基化修饰调节PDGFRα活性,抑制细胞增殖;哮喘时,Th2型细胞因子抑制IDO1,降低肺内硫化氢水平,PDGFRα失去修饰作用,活性增强,促进平滑肌增厚和纤维增生,加重气道重塑。本研究将探索并证实:1.色氨酸代谢和硫化氢生成抑制气道重塑;2.哮喘对IDO1-KYN-AhR的抑制作用;3.AhR转录激活硫化氢合成酶;4.PDGFRα的翻译后修饰降低其酶活性;5.PDGFRα的活性增加促进哮喘气道重塑。
英文摘要
In lung tissue of patients with asthma, the activity of IDO1, the key enzyme of tryptophan metabolism is impaired, and the endogenous hydrogen sulfide is reduced. Supplementation of hydrogen sulfide inhibits airway remodeling in asthma, but the correlation and the targeting mechanism of hydrogen sulfide are not clear. The S-sulfhydration of protein by hydrogen sulfide changes its biological activity. We found that hydrogen sulfide induced S-sulfhydration of PDGFRα protein in airway smooth muscle cells. Therefore, we hypothesized that kynurenine, the metabolite of tryptophan in lung tissue, regulates the expression of hydrogen sulfide synthase through aryl hydrocarbon receptor, and the resulting hydrogen sulfide regulates PDGFRα activity and cell proliferation through S-sulfhydration; in asthma, TH2 cytokines inhibit IDO1, reduce the level of hydrogen sulfide in the lung, lose the modification effect of PDGFRα, enhance activity, promote smooth muscle thickening and fiber proliferation, and aggravate airway remodeling. The research will be carried out from the following aspects. 1. To prove the effects of tryptophan metabolism and hydrogen sulfide production on airway remodeling; 2. To prove the inhibitory effect of asthma on IDO1-KYN-AhR; 3. To prove that AhR transcriptively activates hydrogen sulfide synthase; 4. To prove that the post-translational modification of PDGFRα decreases its enzyme activity; 5. To prove that the change of PDGFRα activity has an effect on airway remodeling in asthma.
过敏性哮喘是最常见的哮喘类型,医疗负担重,部分患者对目前的治疗手段反应不佳。因此,对过敏性哮喘发病机制的研究和潜在治疗靶点的探索极具价值。近几年发现色氨酸代谢参与多种疾病的发生发展,但其在过敏性哮喘中的作用及机制尚不明确。因此,本项目探索色氨酸代谢及其关键酶IDO1缓解过敏性哮喘的具体机制,明确色氨酸代谢及IDO1在过敏性哮喘的表达情况,探究过敏性哮喘调控色氨酸代谢及IDO1的机制,阐明色氨酸代谢及IDO1对过敏性哮喘的效应,挖掘色氨酸代谢及IDO1影响过敏性哮喘气道重构的具体机制。本研究发现过敏性哮喘发生时,色氨酸代谢水平受到抑制,这可能与气道处于Th2型免疫环境相关。同时,Th2型细胞因子IL-4、IL-5和IL-13浓度增高削弱了Th1型细胞因子IFN-γ所维持的气道上皮细胞中IDO1的高表达,进一步抑制了气道上皮细胞内Trp降解代谢成Kyn,使得胞内Kyn水平下降。而这一色氨酸代谢的异常进一步恶化了过敏性哮喘的病理改变。Kyn可通过促进AhR入核,增加AhR调控的内源性硫化氢合成酶CTH的表达,以维持肺组织内内源性硫化氢的水平。过敏性哮喘时,IDO1-Kyn-AhR通路受到抑制,使得CTH及内源性硫化氢合成减少,气道反应性增高,炎性浸润增强,气道重构加重。此外,促进肺组织色氨酸代谢和给予外源性硫化氢都能有效缓解哮喘的病理进程。本研究明确了色氨酸代谢异常(特别是IDO1表达水平的异常)对过敏性哮喘的影响及具体作用机制,阐明了IDO1调控的色氨酸代谢通过影响内源性硫化氢的合成在过敏性哮喘的气道重构中发挥作用。本研究有助于加深对过敏性哮喘的认识,为寻找新的有效控制哮喘的治疗手段提供线索。
胞外囊泡来源miR-143介导的血管内皮细胞-成骨谱系细胞间通讯机制及其在骨组织再生微环境中的作用
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批准号:--
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项目类别:--
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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:唐昊
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依托单位:
胞外囊泡来源miR-143介导的血管内皮细胞—成骨谱系细胞间通讯机制及其在骨组织再生微环境中的作用
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批准号:82172431
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项目类别:面上项目
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资助金额:55.00万元
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批准年份:2021
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负责人:唐昊
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依托单位:
YKL-40诱导人支气管上皮细胞表达HMGB-1在哮喘气道重构中的作用
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批准号:81670015
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项目类别:面上项目
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资助金额:55.0万元
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批准年份:2016
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负责人:唐昊
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依托单位:
LDLRAP1基因3’非翻译区通过内源性miR-133海绵作用调控骨肉瘤凋亡的机制研究
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批准号:81572637
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项目类别:面上项目
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资助金额:45.0万元
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批准年份:2015
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负责人:唐昊
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依托单位:
YKL-40诱导支气管哮喘气道重构的机制性研究
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批准号:81370137
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项目类别:面上项目
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资助金额:70.0万元
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批准年份:2013
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负责人:唐昊
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依托单位:
miR-143/HDAC7 pathway 通过调控组蛋白乙酰化改变影响骨肉瘤转移特性的分子机制研究
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批准号:81202122
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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:唐昊
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依托单位:
YKL-40调控支气管上皮细胞的炎症反应在哮喘急性发作中的作用
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批准号:81000007
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2010
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负责人:唐昊
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依托单位:
国内基金
海外基金