CD151在鼻病毒诱导型哮喘气道重塑中的作用及分子机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81870019
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0103.环境因素与气道疾病
  • 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

Viral respiratory infections are associated with the virus-induced asthma in adults as well as children. Human rhinovirus (RV) is a major pathogen of the virus-induced asthma exacerbation. However, the holistic understanding of how RV infection contributes to the asthma exacerbation is incomplete. We have reported that, CD151, a member of the tetraspanin superfamily, is upregulated in the airway structural cells in asthmatic patients’ lung samples and involved in the airway wall remodeling (AWR), a core histological feature of asthma. Based on these observations, we wonder whether the upregulation of CD151 in airway cells can be induced by RV infection. Our preliminary data showed that, CD151 was upregulated in the lungs of RV-ovalbumin (OVA) asthmatic mice. Furthermore, its expression was positively correlated with the degree of AWR, which warrants the further exploration of the underlying mechanism of CD151 modulating AWR process in RV-induced asthma exacerbation. To this end, our preliminary data showed that, upon RV infection, the overexpression of fibroblast growth factor 2 (FGF2) produced by airway epithelial cells was detected, and led to the elevated expression of CD151, and then amplified the FGF2 signaling through complexing with integrin αvβ3 in fibroblasts, the predominant profibrotic airway structural cell, and lead to its hyperplasia, extra cellular matrix (ECM) secretion and differentiation into myofibroblasts, and thus contribute to the AWR. On top of that, we hypothesize that RV-induced AWR effects upon is mediated by the key molecule CD151, through activation and positive feedback of FGF2-CD151-integrin αvβ3 signaling pathway in fibroblast. In this proposed study, we aim to 1) clarify the correlation between RV infection and CD151 expression during AWR; 2) investigate how the RV infection induce the overexpression of CD151 and its pathophysiological role during AWR; 3) explore the CD151 downstream signaling pathway(s); and 4) test the potential of CD151 as a pharmaceutical target in asthma prevention and control. This study holds the promise for elucidating the mechanism of CD151-mediated RV-induced asthma exacerbation, and exploration of CD151 as a novel pharmaceutical target.
鼻病毒(RV)是引起哮喘加重的首要病原体,但致病机制未明。我们研究发现,CD151在哮喘病人中表达上调,可能参与气道重塑。RV感染能否引起气道中CD151表达改变?预实验结果显示,RV感染哮喘模型小鼠中,CD151在气道结构细胞中表达显著上调,且与气道重塑的程度呈正相关。那么CD151介导RV诱导哮喘加重的机制是什么?进一步预实验显示,RV感染气道上皮细胞后释放的FGF2可上调CD151,激活和加强integrin αvβ3通路从而活化成纤维细胞,导致气道重塑。由此拟解决的核心科学问题:CD151是否是RV感染所致气道重塑的关键因子。我们拟进一步:明确CD151与RV诱导气道重塑的关联;分析RV感染如何诱导CD151的表达和功能;探讨可能的下游信号转导机制;验证以CD151为哮喘治疗靶点的可行性。项目的开展有望揭示CD151介导RV诱发型哮喘加重的分子机制,为寻找新的治疗靶点提供理论依据。

结项摘要

哮喘是全球最常见的慢性气道炎症性疾病之一。课题组前期研究发现哮喘加重因素鼻病毒可持续感染气道上皮细胞并诱导释放多种细胞因子和趋化因子,这其中我们重点关注了成纤维细胞生长因子2(FGF2)可能通过调节气道结构细胞上黏附分子以及分泌的促炎因子发挥炎症调节作用(Front Cell Dev Biol 2020最后通讯),而FGF2在哮喘中如何参与气道炎症调节未见报道,以此为切入点我们发现:①表达模式方面,哮喘患者和屋尘螨(HDM)诱导小鼠哮喘模型肺组织中FGF2相较于健康对照蛋白表达显著升高,且该升高水平不能被哮喘治疗用药-布地奈德所抑制,FGF2定位于气道上皮、上皮下基底膜、嗜中性粒细胞以及肺泡区域中;②调节炎症方面,在HDM小鼠模型中进行重组鼠源FGF2蛋白(rmFGF2)滴鼻处理,发现rmFGF2单独给药并不能诱导气道炎症,而 HDM+rmFGF2 组的肺组织炎症细胞浸润水平较 HDM 组显著增加,且两组之间血清总IgE 、HDM-IgE 水平及肺IL-4、IL-10 和 IL-13转录水平并无统计学差异,说明rmFGF2 可能通过非Th2炎症通路促进HDM诱导的气道炎症浸润;③在HDM+rmFGF2组中发现更多的嗜中性粒细胞募集到上皮下区域;④机制方面,体外细胞实验证实重组人源FGF2蛋白(rhFGF2)能加重促炎因子IL-1β介导的气道上皮细胞释放IL-6和IL-8,且该效应能被 FGFR抑制剂PD173074所抑制。信号通路分析rhFGF2可能通过FGFR-MAPK-NFκB通路促进了IL-β诱导的炎症因子释放(Military Medical Research 2022最后通讯)。以上发现将为哮喘新型治疗靶点开发奠定理论和实验依据。在项目资助下搭建起完备的气道炎症性疾病研究平台,共发表SCI论文6篇、中文核心2篇,培养研究生4名(已毕业2名),完成预期目标。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
FGF2 is overexpressed in asthma and promotes airway inflammation through the FGFR/MAPK/NF-κB pathway in airway epithelial cells.
FGF2 在哮喘中过度表达,并通过气道上皮细胞中的 FGFR/MAPK/NF-κB 通路促进气道炎症
  • DOI:
    10.1186/s40779-022-00366-3
  • 发表时间:
    2022-01-29
  • 期刊:
    Military Medical Research
  • 影响因子:
    21.1
  • 作者:
    Tan YY;Zhou HQ;Lin YJ;Yi LT;Chen ZG;Cao QD;Guo YR;Wang ZN;Chen SD;Li Y;Wang DY;Qiao YK;Yan Y
  • 通讯作者:
    Yan Y
RNA Sequencing of H3N2 Influenza Virus-Infected Human Nasal Epithelial Cells from Multiple Subjects Reveals Molecular Pathways Associated with Tissue Injury and Complications
对多个受试者感染 H3N2 流感病毒的人鼻上皮细胞进行 RNA 测序,揭示与组织损伤和并发症相关的分子通路
  • DOI:
    10.3390/cells8090986
  • 发表时间:
    2019-09-01
  • 期刊:
    CELLS
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Tan, Kai Sen;Andiappan, Anand Kumar;Wang, De Yun
  • 通讯作者:
    Wang, De Yun
H7N9禽流感病毒跨种间传播及其感染人气道黏膜的分子机制研究进展
  • DOI:
    10.11855/j.issn.0577-7402.2020.02.06
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    解放军医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭妍蓉;谈思怡;林宇静;刘曦;郑晓滨;乔永康;Tan Kai Sen;王德云;张评浒;严彦
  • 通讯作者:
    严彦
Crystal structure of SARS-CoV-2 nucleocapsid protein RNA binding domain reveals potential unique drug targeting sites
SARS-CoV-2核衣壳蛋白RNA结合域的晶体结构揭示了潜在的独特药物靶向位点
  • DOI:
    10.1016/j.apsb.2020.04.009
  • 发表时间:
    2020-07-01
  • 期刊:
    ACTA PHARMACEUTICA SINICA B
  • 影响因子:
    14.5
  • 作者:
    Kang, Sisi;Yang, Mei;Chen, Shoudeng
  • 通讯作者:
    Chen, Shoudeng
The origin, transmission and clinical therapies on coronavirus disease 2019 (COVID-19) outbreak - an update on the status
2019 年冠状病毒病 (COVID-19) 爆发的起源、传播和临床治疗 — 最新状况
  • DOI:
    10.1186/s40779-020-00240-0
  • 发表时间:
    2020-03-13
  • 期刊:
    MILITARY MEDICAL RESEARCH
  • 影响因子:
    21.1
  • 作者:
    Guo, Yan-Rong;Cao, Qing-Dong;Yan, Yan
  • 通讯作者:
    Yan, Yan

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其他文献

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    --
  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    严彦;董继先;汤伟;史韵
  • 通讯作者:
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甲醛诱导获得性过敏体质致哮喘发
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中华微生物学与免疫学杂志. (已接收)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    乔永康;严彦;杨继文;鲁志松
  • 通讯作者:
    鲁志松
纸机多通道烘缸研究进展
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国造纸
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    董继先;史韵;汤伟;严彦
  • 通讯作者:
    严彦
多通道烘缸水平矩形管内冷凝换热特性及流型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    严彦;董继先;高秀峰
  • 通讯作者:
    高秀峰

其他文献

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严彦的其他基金

肺泡II型上皮细胞YAP/TGFβ2/CTGF通路参与哮喘终末气道纤维化的作用机制研究
  • 批准号:
    82170029
  • 批准年份:
    2021
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    面上项目

相似国自然基金

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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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