IRE1α-XBP-1通路调控Nrf2促进肺泡上皮细胞铁死亡在VILI中的机制研究
批准号:
82100091
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
叶柳
依托单位:
学科分类:
急性肺损伤和急性呼吸窘迫综合征
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
叶柳
中文摘要
呼吸机相关性肺损伤(VILI)是由多种因素导致瀑布式炎症级联反应的结果。铁死亡是一种新型程序性细胞坏死,可触发坏死性炎症反应导致机体炎症信号放大。铁死亡是否参与VILI,目前尚不清楚。前期研究发现,内质网应激IRE1α通路参与VILI肺泡上皮细胞炎症反应,且下游XBP-1s蛋白的增加与Nrf2蛋白降解存在相关性。已知Nrf2是细胞铁死亡的关键调节因子。因此,我们提出假说:机械牵张导致肺泡上皮细胞内质网应激,IRE1α-XBP-1通路激活,XBP-1s促进Nrf2泛素化降解启动细胞铁死亡,发生瀑布式炎症联级反应,导致VILI。本项目拟从细胞、组织、动物水平等多层面探讨肺泡上皮细胞铁死亡与VILI的相关性,研究IRE1α-XBP-1信号通路是否参与VILI小鼠肺泡上皮细胞铁死亡,阐明XBP-1s是否促进Nrf2泛素化降解启动细胞铁死亡,为有效防治VILI提供新的理论依据。
英文摘要
Ventilator-induced lung injury (VILI) is the result of cascade inflammatory response caused by many factors. Ferroptosis is a novel type of programmed cell necrosis, which can trigger necroinflammation and amplify inflammatory signal. Whether ferroptosis is involved in VILI remains unclear. Our previous study found that endoplasmic reticulum stress IRE1 α pathway is involved in the inflammatory response of alveolar epithelial cells in VILI, and the increase of downstream XBP-1s protein is related to Nrf2 protein degradation. NRF2 is known to be a key regulator of ferroptosis. Therefore, we propose a hypothesis: mechanical stretch leads to endoplasmic reticulum stress and IRE1α-XBP-1 pathway activation. XBP-1s promotes Nrf2 ubiquitination degradation which initiates ferroptosis, producing cascade inflammatory response, leading to VILI. This project aims to explore the correlation between ferroptosis of alveolar epithelial cells and VILI, to study whether the IRE1 α - XBP-1 signaling pathway is involved in ferroptosis of alveolar epithelial cells in VILI mice, to clarify whether the XBP-1s promotes Nrf2 ubiquitination degradation which initiates ferroptosis in vivo and in vitro. This study will provide a new idea for the prevention and treatment of VILI.
呼吸机相关性肺损伤(VILI)是由多种因素导致瀑布式炎症级联反应的结果。铁死亡是一种新型程序性细胞坏死,可触发坏死性炎症反应导致机体炎症信号放大。铁死亡是否参与VILI,我们做了以下研究:建立体内外VILI模型,明确细胞铁死亡在VILI中的作用,且铁蛋白自噬参与VILI细胞铁死亡;明确IRE1α-XBP-1s 信号通路参与VILI小鼠肺泡细胞铁死亡;探讨Nrf2下游蛋白GPX4通过维持线粒体氧化还原稳态抑制铁死亡,减轻VILI;证明IRE1α-XBP-1s信号通路通过泛素化连接酶HRD1促进GPX4泛素化降解启动VILI小鼠肺泡上皮细胞铁死亡。研究结果:(1)成功建立VILI小鼠肺损伤模型以及体外肺泡上皮细胞机械牵张模型,明确肺泡上皮细胞铁死亡参与VILI;(2)证明内质网应激IRE1α-XBP-1s 信号通路参与VILI 小鼠肺泡细胞铁死亡;(3)证明IRE1α-XBP-1信号通路通过泛素化连接酶HRD1促进GPX4泛素化降解启动VILI小鼠肺泡细胞铁死亡。科学意义:维持内质网稳态、Nrf2/GPX4蛋白稳态,抑制细胞铁死亡是减轻VILI炎症反应和肺损伤的关键,此研究为有效防治VILI提供新的理论依据。该项目共发表SCI论文4篇,培养博士2名、硕士1名,获广西科技进步奖一等奖1项,参与打造“广西麻醉学临床医学研究中心”、“广西组织器官损伤修复医学工程研究中心”等平台。
国内基金
海外基金