沉默CD38抑制IRE1β-RACK1信号通路稳定钙稳态对改善哮喘气道上皮屏障损伤和气道炎症的作用机制研究
批准号:
82070035
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
刘昀
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:
刘昀
中文摘要
气道炎症是哮喘病理机制核心,气道上皮屏障损伤是启动和维持气道炎症的关键环节,但机制未明。我们前期发现CD38在哮喘气道组织中高表达,抑制其表达可减轻哮喘气道炎症,预实验证实沉默CD38可抑制内质网应激相关蛋白IRE1、RACK1表达和细胞内钙离子浓度升高,上调气道上皮屏障标志蛋白的表达。因此推测:CD38-IRE1β-RACK1信号轴通过内质网应激-线粒体相关内质网膜(MAM)-线粒体Crosstalk机制调控钙稳态,影响气道上皮屏障功能在哮喘气道炎症中的重要作用。本项目拟;①通过构建CD38气道上皮条件性敲除小鼠模型探讨CD38调控哮喘气道上皮屏障及气道炎症的作用;②揭示CD38-IRE1β-RACK1信号轴通过内质网-MAM-线粒体交互调控钙稳态影响上皮屏障功能的分子机制及治疗价值。本研究从新角度阐释沉默CD38恢复哮喘气道上皮屏障改善气道炎症的分子机制,为哮喘防治提供新思路和新靶点。
英文摘要
Airway inflammation is critical in the pathogenesis of asthma. Airway epithelial barrier damage triggers and exacerbates local airway inflammation. However, the precise mechanism underlying such process remains unclear. Our previous studies confirmed that CD38 is highly expressed in airway tissue of asthma, and inhibition of CD38 significantly alleviates local inflammation. In the preliminary experiments, we further observed that CD38 silencing inhibits the expression of endoplasmic reticulum stress-related proteins, IRE1 and RACK1, and suppresses intracellular calcium concentration but upregulates airway epithelial barrier marker protein E-cadherine. Thus, we propose a new hypothesis that the CD38-IRE1β-RACK1 signaling axis participates in the airway epithelial barrier function through regulating endoplasmic reticulum stress-mitochondrial associated endoplasmic reticulum (MAM) -mitochondria crosstalk and calcium homeostasis. This project intends to: 1) investigate the role of CD38 in regulating airway epithelial barrier function in asthma through constructing conditional airway epithelial CD38 knockout mice; 2) explore the molecular mechanism and therapeutic value of CD38-IRE1β-RACK1 signal axis as regulating such endoplasmic reticulum stress-MAM-mitochondria crosstalk in epithelial barrier function. This study will not only elucidate the precise mechanism of airway epithelial barrier damage, but also provide a novel preventive or therapeutic strategy for patients with asthma.
哮喘是一种呼吸系统常见的慢性疾病,其对病人和整个社会都造成沉重的负担。哮喘的病因多样,并受多种因素的影响,其具体的发病机制,目前尚不完全清楚。气道重塑导致上皮屏障破坏、上皮细胞形态改变、胶原沉积和平滑肌增生,在哮喘的发生发展中起重要作用。因此探明哮喘气道重塑的发病机制,寻求疗效好而副作用小的抑制哮喘气道重塑方法及药物成为十分重要的研究课题。已知气道上皮细胞充当物理屏障,保护平滑肌细胞免受吸入刺激物的刺激,其功能障碍是哮喘气道重塑的关键因素。本课题组既往研究发现,过表达PTEN通过抑制平滑肌细胞增殖和迁移改善哮喘小鼠气道重塑。然而,PTEN是否参与气道上皮细胞功能障碍尚不清楚。针对PTEN在气道上皮屏障损伤中的调控机制不清的现状,本课题提出了PTEN通过调控气道上皮细胞功能影响气道屏障损伤和气道炎症的新设想。本项目采用屋尘螨(HDM)刺激支气管上皮细胞(HBE135-E6E7细胞)以构建哮喘细胞模型。在HDM刺激的HBE135-E6E7细胞中PTEN表达下调。PTEN过表达促进了HDM刺激的HBE135-E6E7细胞的增殖,增加了跨上皮电阻(TEER)和连接蛋白(ZO-1、occludin和E-cadherin)水平,降低细胞通透性,减少Ca2+沉积和炎症因子表达,抑制细胞凋亡。机制研究表明,FTO通过减少m6A-YTHDF2介导的PTEN mRNA降解来上调PTEN,并抑制CD38表达。CD38的过表达通过与IRE1β相互作用激活IRE1β-RACK1通路,以增强内质网(ER)应激,促进HBE135-E6E7细胞的炎症和屏障损伤。沉默IRE1β可以抵消HBE135-E6E7细胞中CD38过表达造成的损伤。最后,将过表达PTEN的腺病毒注射到HDM激发的哮喘小鼠体内,发现PTEN的过表达减轻了哮喘小鼠的气道炎症和上皮屏障损伤。总之,本项目证实了FTO-m6A-YTHDF2介导的PTEN上调通过阻断CD38/IRE1β-RACK1通路抑制ER应激和Ca2+沉积,减轻哮喘小鼠的气道炎症和上皮屏障损伤,缓解气道重塑。本项目达到了预期的研究目的,本项目的成功对于哮喘气道重塑的机制研究具有重要意义,同时为哮喘的精准治疗方法的研发提供了新靶点和实验研究依据。
鼠李糖乳杆菌通过肠-肺轴调控AhR/Nrf2/ROS/STAT6通路改善过敏性哮喘气道黏液高分泌的作用及机制研究
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批准号:82370043
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项目类别:面上项目
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资助金额:49万元
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批准年份:2023
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负责人:刘昀
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依托单位:
PTEN调控CD38介导的钙信号振荡抑制哮喘气道重塑的分子机制
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批准号:81770037
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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:2017
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负责人:刘昀
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依托单位:
低致敏性葎草花粉变应原的实验研究
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批准号:81102252
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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:2011
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负责人:刘昀
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依托单位:
国内基金
海外基金