免疫细胞亚群在肠道微生物介导帕金森病发病中的作用和机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81873779
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    56.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0912.神经退行性变及相关疾病
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Parkinson's disease (PD) is a neurodegenerative disease characterized by abnormal aggregation of alpha-synuclein (α-syn) in the cytoplasm of dopaminergic neurons in the substantia nigra. The changes in enteric microorganism can affect the homeostasis of the immune system and participate in the pathogenesis of PD through multiple links. Our team found that PD patients had abnormal gut microorganisms, and many their immune related genes expressions in peripheral blood were obviously up-regulated, including the signal pathway of T cells and TNF receptor related factor-3 gene which was related to the activation of microglia induced by α-syn. Compared to the normal mice, the immune related gene expressions in peripheral blood and different brain regions of PD model mice changed significantly. AEP and PIKE-L activity associated with abnormal aggregation or scavenging of α-syn were also affected by immune inflammation. Given the heterogeneity of different immune cell subsets, this study plans to use 16S rRNA sequencing and droplet single-cell sequencing to analyze subtle features of intestinal microorganisms and single leukocyte expression profiles in peripheral blood of PD patients and normal controls. All experiments design are based on the previous results. Our purpose is to screen the key immune cell subsets that respond to the changes of intestinal microorganisms abundance in the progress of PD, to elucidate the mechanism of the specific immune cell subsets in the pathogenesis of PD, and to clarify the interaction pathway among the intestinal microorganisms, immune cells and nervous system.
帕金森病(PD)是以黑质多巴胺能神经元胞浆内α-突触核蛋白(α-syn)异常聚集为特征的神经退行性疾病。肠道微生物改变可影响机体免疫系统的稳态,并通过多个环节参与PD发病进程。本团队前期发现:PD患者存在肠道菌群异常,且外周血中T细胞等免疫相关信号通路上调、与α-syn诱导小胶质细胞活化有关的TNF受体相关因子-3基因表达明显上调;PD模型小鼠外周血及各脑区的免疫相关基因表达水平显著改变;与α-syn异常聚集或清除相关的AEP及PIKE-L活性均受免疫炎症影响。鉴于不同免疫细胞亚群功能的不均一性,本研究拟在前期结果的基础上,采用16s rRNA测序和液滴单细胞测序技术分析PD病人与正常对照的肠道微生物及外周血单个核细胞表达谱的精细特征差异,筛选PD进程中响应肠道微生物丰度变化的关键免疫细胞亚群,明确特定免疫细胞亚群在PD发病进程中的作用机制,阐明肠道微生物-免疫细胞-神经系统相互作用途径。

结项摘要

帕金森病(PD)是以黑质多巴胺能神经元胞浆内α-突触核蛋白(α-syn)异常聚集为特征的神经退行性疾病。肠道微生物改变可影响机体免疫系统的稳态,并通过多个环节参与PD发病进程。前期研究提示肠道微生物可能通过外周免疫途径参与PD发生,鉴于不同免疫细胞亚群功能的不均一性,本研究首先通过流式细胞术分析了PD病人的外周血T淋巴细胞亚群,发现PD病人的初始型CD8+ T细胞显著减少、老年型CD4+ T细胞显著增多,并在此基础上构建了个体化PD风险预测模型。其次,本研究采用液滴单细胞测序技术分析了PD病人与正常对照的外周血单个核细胞表达谱的精细转录组特征差异,根据参考标记基因共定义了29种免疫细胞亚群,发现与健康对照相比,PD病人外周血中的经典型单核细胞显著增多,其中PD病人高表达的差异基因主要富集在NF−kappa B signaling pathway、IL−17 signaling pathway等免疫相关通路,进一步通过WGCNA及蛋白互作网络分析等,发现了经典型单核细胞中的Fos和CTSS基因可能在PD中发挥关键作用。同时,本研究采用16s rRNA测序技术明确了PD病人的粪便微生物组成特征,通过与PD病人的临床特征进行关联分析,发现了Butyricicoccus及Christensenellaceae_R-7_group两种菌在粪便微生物中的比例变化对PD的发生具有重要意义。多组学联合分析提示,Butyricicoccus菌和Christensenellaceae_R-7_group菌与经典型单核细胞的囊泡转运及免疫调节功能密切相关。进一步通过粪菌移植的小鼠实验,证明了PD病人的粪便微生物具有激活免疫细胞、促进多巴胺能神经元死亡的能力。本研究阐明了肠道微生物-免疫细胞-神经系统相互作用途径,为寻找PD治疗的新靶点提供了理论依据。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(7)
会议论文数量(0)
专利数量(9)
Transcriptional Profiling Reveals Brain Region-Specific Gene Networks Regulated in Exercise in a Mouse Model of Parkinson's Disease.
转录分析揭示了帕金森病小鼠模型运动中受调节的大脑区域特异性基因网络
  • DOI:
    10.3389/fnagi.2022.891644
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Frontiers in aging neuroscience
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
  • 通讯作者:
Mitochondrial dysfunction triggers the pathogenesis of Parkinson's disease in neuronal C/EBP beta transgenic mice
线粒体功能障碍引发神经元 C/EBPβ 转基因小鼠帕金森病的发病机制
  • DOI:
    10.1038/s41380-021-01284-x
  • 发表时间:
    2021-09-06
  • 期刊:
    MOLECULAR PSYCHIATRY
  • 影响因子:
    11
  • 作者:
    Ahn, Eun Hee;Lei, Kecheng;Ye, Keqiang
  • 通讯作者:
    Ye, Keqiang
Immune Profiling of Parkinson's Disease Revealed Its Association With a Subset of Infiltrating Cells and Signature Genes.
帕金森病的免疫分析揭示了其与浸润细胞和特征基因的关联
  • DOI:
    10.3389/fnagi.2021.605970
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Frontiers in aging neuroscience
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Zhang X;Shao Z;Xu S;Liu Q;Liu C;Luo Y;Jin L;Li S
  • 通讯作者:
    Li S
Immune-associated biomarkers for early diagnosis of Parkinson's disease based on hematological lncRNA-mRNA co-expression.
基于血液学 lncRNA-mRNA 共表达的免疫相关生物标志物,用于帕金森病的早期诊断
  • DOI:
    10.1042/bsr20202921
  • 发表时间:
    2020-11-27
  • 期刊:
    Bioscience reports
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Lei K;Zhang L;He Y;Sun H;Tong W;Xu Y;Jin L
  • 通讯作者:
    Jin L
Lipid Metabolism is the common pathologic mechanism between Type 2 Diabetes Mellitus and Parkinson's disease
脂质代谢是2型糖尿病和帕金森病共同的病理机制
  • DOI:
    10.7150/ijms.46456
  • 发表时间:
    2020-07
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF MEDICAL SCIENCES
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Zhang Xi;Fan Yu;Luo Yuping;Jin Lingjing;Li Siguang
  • 通讯作者:
    Li Siguang

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其他文献

A型肉毒毒素治疗雷诺现象一例
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  • 通讯作者:
    聂志余
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    聂志余

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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