硝酸盐抑制细胞焦亡预防唾液腺放射损伤的作用和机制
批准号:
82071131
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
秦力铮
依托单位:
学科分类:
唾液、唾液腺及口腔颌面脉管神经及颌骨良性疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
秦力铮
中文摘要
头颈肿瘤放疗会导致唾液腺放射损伤,严重影响患者的生存质量。细胞焦亡在放射损伤中发挥了重要作用,抑制焦亡可以预防放射损伤。我们的前期研究发现,硝酸盐可以有效地预防唾液腺放射损伤。然而硝酸盐是否通过抑制细胞焦亡预防唾液腺放射损伤,以及硝酸盐抑制焦亡预防唾液腺放射损伤的机制尚不清楚。本研究拟通过细胞实验,开展放射线破坏线粒体功能激活mtROS/ox-mtDNA/NLRP3炎性小体/细胞焦亡通路的研究。通过小鼠下颌下腺放射损伤模型,开展mtROS/ox-mtDNA/NLRP3炎性小体/细胞焦亡通路激活导致唾液腺结构和功能破坏的研究。通过细胞和动物实验,研究在放射线照射条件下,硝酸盐调节线粒体功能、抑制焦亡通路、保护唾液腺结构和功能的机制。此外,通过硝酸盐转运蛋白基因敲除小鼠和基因沉默技术阻断硝酸盐转运验证这一机制。通过本研究揭示硝酸盐在预防唾液腺放射损伤中的生物学价值,并为临床转化奠定基础。
英文摘要
The radiation injury of salivary glands caused by radiation therapy seriously destroys the life quality of head neck cancer patients. Pyroptosis plays an important role on radiation injury to normal tissues. The inhibition of pyroptosis protects normal tissues against radiation injury. In our previous study, nitrate effectively prevented the radiation injury of salivary glands. However, it is not clear whether nitrate prevents the radiation injury of salivary glands by inhibiting pyroptosis and the mechanism of nitrate preventing radiation injury of salivary glands. In vitro study, it will be verified that radiation can destroy mitochondrial function and then activate the mtROS/ox-mtDNA/NLRP3 inflammasome/pyroptosis pathway on salivary gland acinar cells and vascular endothelial cells. On the mouse radiation model of submandibular glands, it will be studied that the activation of the mtROS/ox-mtDNA/NLRP3 inflammasome/pyroptosis pathway lead to damages of salivary gland structure and function. Then the mechanism of nitrate on inhibiting pyroptosis and preventing radiation injury of salivary glands via improving mitochondrial function will be explicated in vitro and vivo study. In addition, this mechanism will be further confirmed on sialin gene knockout mice and with gene silencing technique by blocking nitrate transporting. This study could reveal the biological value of nitrate on preventing the radiation injury of salivary glands and establish foundation on its clinical transformation.
放射治疗作为头颈癌患者功能保留的标准疗法是头颈癌的主流治疗方法之一,但不可避免的会造成周围正常组织损伤。唾液腺是一种高度分化、缓慢增殖的组织,但它对放射线高度敏感,唾液腺的放射损伤会导致唾液分泌减少和口干症。焦亡是放射损伤的关键因素。研究认为辐射诱导的线粒体功能的损伤通常会激活NLRP3炎症小体从而导致焦亡的发生。近年来,不少研究提出细胞焦亡、凋亡和坏死性凋亡3种经典的细胞程序性死亡途径之间存在相互串扰,以及潜在的统一调控机制,基于此提出了泛凋亡的概念。无机硝酸盐的生理作用已经得到了广泛验证,研究证实无机硝酸盐在维持线粒体功能中发挥的重要作用。本课题组通过建立小鼠下颌下腺放射线损伤模型研究唾液腺放射损伤的发生机制;并探究了无机硝酸盐预防唾液腺放射损伤的作用机制。此外还通过建立大鼠胶原诱导性关节炎进一步探究硝酸盐的生理作用。结果表明放射线可以激活ROS/ NLRP3炎症小体/Capase-1/ GSDMD焦亡通路导致唾液腺损伤,然而预防性摄入生物安全浓度的无机硝酸盐可以维持线粒体的功能,减少ROS的释放,从而抑制NLRP3炎症小体/Capase-1/ GSDMD通路减少焦亡发生,有效地缓解放射线导致的唾液腺损伤。此外还发现了唾液腺放射损伤中泛凋亡的存在。并在大鼠的关节炎模型中进一步验证了硝酸盐抑制细胞焦亡的作用。唾液腺放射损伤发生的机制以及硝酸盐抑制焦亡机制的研究对于唾液腺及全身其他器官的放射保护具有非常重要的意义,并能进一步推动无机硝酸盐的临床转化。
巨噬细胞和上皮干/祖细胞互扰在唾液腺再生中的作用和机制研究
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:52万元
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批准年份:2022
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负责人:秦力铮
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依托单位:
Sialin调控涎腺再生的作用和机制
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批准号:81570991
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项目类别:面上项目
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资助金额:66.0万元
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批准年份:2015
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负责人:秦力铮
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依托单位:
涎腺硝酸盐转运通道在颌面部表达及其与一氧化氮相关性研究
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批准号:81170975
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项目类别:面上项目
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资助金额:57.0万元
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批准年份:2011
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负责人:秦力铮
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依托单位:
国内基金
海外基金