IFN-gamma 诱导奶牛乳腺上皮细胞精氨酸耗竭的分子机制
批准号:
31772715
项目类别:
面上项目
资助金额:
61.0 万元
负责人:
雷连成
依托单位:
学科分类:
C1804.兽医免疫学
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
周长海、王玉平、朱日宁、车滟翼、黄庭好
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中文摘要
近年来发现精氨酸耗竭是多种疾病常见的伴发现象,也是发病机制的重要促发(调控)因素。IFN-gamma除对免疫细胞调控作用,能够诱导组织细胞发生精氨酸耗竭,但其机制并不清楚。本项目拟以奶牛乳腺上皮细胞为模型,采用转录组学、核蛋白质谱技术和生物信息学技术,解析IFN-gamma刺激下胞内精氨酸代谢可能的途径和信号通路,筛选IFN-gamma刺激下参与精氨酸代谢的关键酶和蛋白分子;通过基因过表达、RNA干扰/基因敲除术,确证信号通路中关键节点分子,明确调控关系,体外、体内揭示IFN-gamma诱导精氨酸代谢的分子机制,识别和鉴定可用于人工干预或临床治疗的重要分子靶标。该项目的完成不仅提出IFN-gamma对奶牛乳腺组织细胞精氨酸代谢调控理论,为奶牛乳房炎防治提供新思路;而且有助于深入理解精氨酸异常代谢相关病症的发生机理,丰富细胞因子对组织细胞的调控知识。
英文摘要
In recent years, it has been found that arginine depletion is a common phenomenon which associated with many diseases, and is also an important precipitating(regulatory)factor in pathogenesis. In addition to the regulation of immune cells, IFN-gamma can also induce the depletion of arginine in tissue cells, but its mechanism is still not clear. This project intends to use bovine mammary epithelial cells as a model, using transcriptomics, nuclear protein mass spectrometry and bioinformatics to analyze the possible pathway and signaling pathways of intracellular arginine metabolism and screen the key enzyme and protein molecules involved in arginine metabolism under IFN-gamma stimulation; using gene overexpression, RNA interference / gene knockout technique to verify the key nodes molecular and clarify the mutual regulatory interaction, to reveal the molecular mechanism of IFN-gamma induced arginine metabolism, recognition and identification of important molecular targets for manual intervention or treatment. The completion of this project not only comes up with the regulation theory of IFN-gamma to healthy cow breast tissue cells of arginine metabolism, provides new ideas for prevention of cow mastitis and milk quality improvement; but also lay the foundation for the thorough understanding of IFN-gamma induced by arginine metabolism disorders, enrich the knowledge of regulation of cytokines on tissue cells.
精氨酸是条件性必须氨基酸,具有多种重要的生理功能。近年来研究发现精氨酸耗竭与多种疾病的发生发展密切相关,因此阐明精氨酸耗竭机制十分必要。IFN-γ是种重要的促炎性细胞因子,除调控免疫外,IFN-γ长时间刺激能够诱导组织细胞发生精氨酸耗竭,但其机制并不清楚。本课题以奶牛乳腺上皮细胞(BMECs)为研究对象,采用代谢组学、转录组学、生物信息学和分子生物学技术,研究了IFN-γ对BMECs基本特性的影响,阐明了精氨酸代谢的关键分子和调控机制,鉴定可用于临床治疗的重要分子靶标。发现IFN-γ诱导的精氨酸耗竭促进BMECs 增殖和恶性变,抑制 BMECs 乳脂乳蛋白的合成,增强对S. aureus的易感性。代谢组学检测表明IFN-γ刺激可引起BMECs广泛的代谢异常,其中脂质代谢和氨基酸代谢受影响最为显著;IFN-γ通过促进精氨酸分解代谢和抑制其合成代谢,引起精氨酸耗竭。转录组学鉴定出肌肽合成酶CARNS1、亮氨酸氨基肽酶LAP3和半胱氨酸-tRNA合成酶CARS2是调控IFN-γ诱导的精氨酸耗竭和细胞恶性变的关键分子。IFN-γ通过与其受体IFNGR2结合,激活MAPKs信号通路调控CARNS1、CARS2和LAP3表达;CARNS1通过抑制精氨酸合成关键酶ASS1参与精氨酸代谢;CARS2通过抑制ASS1和鸟氨酸转氨甲酰酶OTC,下调瓜氨酸水平抑制精氨酸合成代谢,同时促进精氨酸脱羧酶ADC加速精氨酸分解代谢,介导精氨酸耗竭;LAP3同样通过抑制ASS1表达参与精氨酸耗竭,进一步通过组蛋白去乙酰化酶HDAC2加速恶性变细胞周期进程促进细胞增殖,进而引发细胞恶性变。补充精氨酸能够逆转IFN-γ诱导的精氨酸耗竭,并抑制精氨酸耗竭导致的BMEC对细菌的易感性、泌乳品质下降、细胞恶性变和小鼠肿瘤生长。综上,本课题阐明了IFN-γ对奶牛乳腺上皮细胞精氨酸代谢调控机制,为奶牛精氨酸异常代谢相关病症的防治提供了新思路。
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
Arginine inhibits the malignant transformation induced by interferon gamma through the NF-κB-GCN2/eIF2α signaling pathway in mammary epithelial cells in vitro and in vivo
精氨酸通过 NF-kappa B-GCN2/eIF2 α 信号通路抑制体内外乳腺上皮细胞中干扰素 γ 诱导的恶性转化
DOI:10.1016/j.yexcr.2018.05.003
发表时间:2018-07-15
期刊:EXPERIMENTAL CELL RESEARCH
影响因子:3.7
作者:Ren, Wenbo;Li, Yang;Lei, Liancheng
通讯作者:Lei, Liancheng
DOI:10.16303/j.cnki.1005-4545.2020.12.08
发表时间:2020
期刊:中国兽医学报
影响因子:--
作者:刘嘉楠;贾丽;姜合祥;吴桐;李扬;雷连成
通讯作者:雷连成
Exosomes Derived from Bovine Mammary Epithelial Cells Treated with Transforming Growth Factor-beta 1 Inhibit the Proliferation of Bovine Macrophages
用转化生长因子-β1处理的牛乳腺上皮细胞衍生的外泌体抑制牛巨噬细胞的增殖
DOI:10.1089/jir.2019.0032
发表时间:2019
期刊:Journal of Interferon and Cytokine Research
影响因子:2.3
作者:Huang Tinghao;Zhou Changhai;Che Yanyi;Zhang Meina;Ren Wenbo;Lei Liancheng
通讯作者:Lei Liancheng
Interferon- regulates cell malignant growth via the c-Abl/HDAC2 signaling pathway in mammary epithelial cells
干扰素 - 通过乳腺上皮细胞中的 c-Abl/HDAC2 信号通路调节细胞恶性生长
DOI:10.1631/jzus.b1800211
发表时间:2019
期刊:Journal of Zhejiang University-Science B(Biomedicine & Biotechnology)
影响因子:--
作者:Ren Wen bo;Xia Xiao jing;Huang Jing;Guo Wen fei;Che Yan yi;Huang Ting hao;Lei Lian cheng
通讯作者:Lei Lian cheng
TGF-beta 1 promoted the infection of bovine mammary epithelial cells by Staphylococcus aureus through increasing expression of cells' fibronectin and integrin beta 1
TGF-β1通过增加细胞纤连蛋白和整合素β1的表达促进金黄色葡萄球菌对牛乳腺上皮细胞的感染
DOI:10.1016/j.vetmic.2019.108420
发表时间:2019
期刊:Veterinary Microbiology
影响因子:3.3
作者:Zhang Meina;Che Yanyi;Zhao Shuang;Xia Xiaojing;Liu Hongtao;Liu Jianfang;Wang Yuping;Han Wenyu;Yang Yuying;Zhou Changhai;Lei Liancheng
通讯作者:Lei Liancheng
猪气管上皮细胞外泌体miRNA保护猪肺泡巨噬细胞免受胸膜肺炎放线杆菌攻击死亡的机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:雷连成
- 依托单位:
猪链球菌烯醇化酶干扰核糖体蛋白SA在脂筏区的定位并诱导脑微血管内皮细胞凋亡的机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2020
- 负责人:雷连成
- 依托单位:
Apa在猪胸膜肺炎放线杆菌感染肺巨噬细胞中的作用与机制研究
- 批准号:31372447
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:雷连成
- 依托单位:
痤疮丙酸杆菌预防胸膜肺炎放线杆菌感染的体液免疫机制
- 批准号:31172351
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:雷连成
- 依托单位:
猪胸膜肺炎放线杆菌三聚体自转运黏附素缺失突变株构建及其致病性比较研究
- 批准号:31072133
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:34.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:雷连成
- 依托单位:
猪胸膜肺炎放线杆菌血清型特异的疫苗候选基因筛选
- 批准号:30870089
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:8.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:雷连成
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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