ApoE/LDLR信号通路抑制流感病毒H3N2诱发COPD急性加重气道炎症风暴分子机制研究

批准号:
81870036
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
费广鹤
依托单位:
学科分类:
H0105.慢性阻塞性肺疾病
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
李永怀、季爽、涂友慧、戴梦缘、丁振兴、任祥春、张文英
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中文摘要
病毒感染是COPD急性发作最早最常见触发诱因,肺泡巨噬细胞识别感染危险信号后,快速启动一系列炎症反应致COPD急性发作,但发生机制不明。预实验结果证实:流感病毒检测阳性AECOPD患者,其血清和BALF中载脂蛋白ApoE水平显著降低,IFN-γ,TNF-α,IL-6,CCL-2等含量显著升高。因此,我们提出假设:ApoE通过与气道上皮细胞高亲和性低密度脂蛋白受体LDLR结合,在调控流感病毒诱发AECOPD气道炎症风暴中扮演重要角色。本实验采用:①流感病毒H3N2诱发ApoE和LDLR基因敲除的COPD小鼠模型;②原代气道上皮细胞CRISPR/Cas9敲除和慢病毒过表达LDLR,然后分别检测ApoE/LDLR表达和细胞/炎症因子含量的改变,以探讨ApoE/LDLR信号通路在气道炎症风暴发生中分子机制,为临床寻找阻断病毒诱导AECOPD的药物新靶点提供理论依据。
英文摘要
Viral infection is the earliest and most common trigger for acute exacerbation of COPD. After the alveolar macrophage recognizes the danger signal of infection, it quickly triggers a series of inflammatory reactions to cause acute exacerbation of COPD, however the mechanism is unknown. Pre-experimental results confirmed that in AECOPD patients with influenza virus positive, the levels of apolipoprotein E in serum and BALF were significantly reduced and the levels of IFN-γ, TNF-α, IL-6 and CCL-2 were significantly increased. Therefore, we hypothesized that ApoE plays an important role in the regulation of influenza virus-induced AECOPD airway inflammation storms by binding to high-affinity low-density lipoprotein receptor (LDLR) in airway epithelial cells. This experiment used: 1. Infecting COPD mouse models induced with ApoE or LDLR gene knockout with influenza virus H3N2. 2. On the basis of primary airway epithelial cells with CRISPR/Cas9 knockout or LDLR overexpressed transfected by lentivirus, detecting the expression of ApoE/LDLR and the levels of cytokines or inflammatory factors respectively. We aim to explore the molecular mechanism of ApoE/LDLR signaling pathway in the occurrence of airway inflammation storm in order to provide theoretical basis for the clinical search of new targets for blocking virus-induced AECOPD.
背景:流感病毒是COPD急性加重最早最常见的诱因,肺泡巨噬细胞识别感染危险信号后快速启动一系列炎症反应致COPD急性加重,但发生机制不明。预实验结果证实:流感病毒检测阳性AECOPD患者血清和BALF中IL-1β、IL-18和IFN-γ水平显著升高,而载脂蛋白ApoE水平显著降低。因此,我们提出假设:ApoE通过与气道上皮细胞高亲和性低密度脂蛋白受体LDLR结合,在调控流感病毒诱发AECOPD气道炎症风暴中扮演重要角色。.研究内容:(1)探讨流感病毒H3N2诱导COPD原代气道上皮细胞损伤和炎症风暴发生的分子机制;(2)研究ApoE/LDLR路径调控流感病毒诱发AECOPD气道炎症风暴和粘液高分泌的分子机制。.结果:(1)原代支气管上皮细胞和流感病毒H3N2共培养24h的转录组高通量测序结果表明DHBE细胞NLRP3炎性体信号通路在mRNA表达水平上显著高于NHBE;抑制NLRP3水平明显改善DHBE炎症反应。MCC950干预通过抑制NLRP3明显减轻H3N2感染诱导的COPD大鼠肺损伤。(2)在H3N2感染的野生型小鼠血清ApoE水平明显降低,ApoE敲除诱导小鼠肺组织出现更严重的肺损伤。在H3N2感染的小鼠骨髓来源巨噬细胞(BMDMs),re-ApoE3干预促进H3N2诱导的M1 BMDMs向M2极化,减轻细胞损伤。(3)在H3N2感染的COPD小鼠,出现明显肺损伤,Lm扩大,RGX104通过上调ApoE明显抑制AECOPD小鼠肺部炎症,减轻粘液高分泌。在CSE和H3N2联合刺激的Raw264.7细胞,ApoE表达明显降低,RGX104明显促进M1型Raw264.7细胞向M2型极化;同时,相比单纯CSE组和单纯H3N2组,CSE和H3N2联合刺激的16HBE细胞IL-1β、MUC5AC和GNE表达进一步升高,而RGX104和re-ApoE3干预明显抑制细胞焦亡和IL-1β介导的粘液高分泌。.结论:流感病毒激活 AECOPD 患者支气管上皮细胞NLRP3信号通路诱发更早、更强的气道炎性反应,而激活ApoE/LDLR通路有助于改善流感病毒H3N2诱发的巨噬细胞异常极化和焦亡,抑制肺损伤和COPD急性加重气道炎症风暴的发生,并减轻粘液高分泌。外源性ApoE活性肽有助于改善H3N2诱导的气道上皮炎症风暴和粘液高分泌,为流感病毒诱导COPD急性加重患者的治疗提供理论依据。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1155/2022/2520348
发表时间:2022
期刊:OXIDATIVE MEDICINE AND CELLULAR LONGEVITY
影响因子:--
作者:Xu, Meng-Meng;Kang, Jia-Ying;Ji, Shuang;Wei, Yuan-Yuan;Wei, Si-Liang;Ye, Jing-Jing;Wang, Yue-Guo;Shen, Ji-Long;Wu, Hui-Mei;Fei, Guang-He
通讯作者:Fei, Guang-He
CD19 and POU2AF1 are Potential Immune-Related Biomarkers Involved in the Emphysema of COPD: On Multiple Microarray Analysis.
CD19 和 POU2AF1 是参与 COPD 肺气肿的潜在免疫相关生物标志物:多重微阵列分析
DOI:10.2147/jir.s355764
发表时间:2022
期刊:Journal of inflammation research
影响因子:4.5
作者:
通讯作者:
Influenza a virus triggers acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease by increasing proinflammatory cytokines secretion via NLRP3 inflammasome activation.
甲型流感病毒通过 NLRP3 炎性体激活增加促炎细胞因子的分泌,从而引发慢性阻塞性肺疾病的急性加重
DOI:10.1186/s12950-022-00305-y
发表时间:2022-06-23
期刊:JOURNAL OF INFLAMMATION-LONDON
影响因子:5.1
作者:Ji, Shuang;Dai, Meng-Yuan;Huang, Yun;Ren, Xiang-Chun;Jiang, Meng-Long;Qiao, Jin-Ping;Zhang, Wen-Ying;Xu, Yuan-Hong;Shen, Ji-Long;Zhang, Ren-Quan;Fei, Guang-He
通讯作者:Fei, Guang-He
DOI:10.1016/j.biopha.2022.113244
发表时间:2022-06
期刊:Biomedicine & pharmacotherapy = Biomedecine & pharmacotherapie
影响因子:--
作者:Yuan-Yuan Wei-Yuan;Dawei Zhang;Jing-jing Ye;Qingyu Lan;S. Ji;Li Sun;Fang Li;G. Fei
通讯作者:Yuan-Yuan Wei-Yuan;Dawei Zhang;Jing-jing Ye;Qingyu Lan;S. Ji;Li Sun;Fang Li;G. Fei
褪黑素通过NMU/NMUR1/Gαq信号通路抑制流感病毒诱发细胞能量耗竭在 COPD急性加重中的分子机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55万元
- 批准年份:2021
- 负责人:费广鹤
- 依托单位:
流感病毒激活COPD患者气道上皮细胞炎症小体NLRP3/caspase-1信号转导机制研究
- 批准号:81570034
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:费广鹤
- 依托单位:
NCS-1调控Ca2+/CamKⅡ信号通路在支气管哮喘肥大细胞脱颗粒中的作用机制
- 批准号:81270081
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:75.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:费广鹤
- 依托单位:
突触蛋白Syntaxin在支气管哮喘肥大细胞脱颗粒过程中的作用及调控机制
- 批准号:81070020
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:33.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:费广鹤
- 依托单位:
国内基金
海外基金
