以宿主炎症调控分子A7R为靶点的美金刚抗新生儿败血症和脑膜炎的实验研究

批准号:
81871198
项目类别:
面上项目
资助金额:
56.0 万元
负责人:
曹虹
依托单位:
学科分类:
H0421.新生儿相关疾病
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
何肖龙、龚泽龙、龙敏、曾志节、魏轶、谢茜
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中文摘要
抗生素应用已取得巨大成果,但细菌感染引起的败血症和脑膜炎(BSM)仍是新生儿死亡主要原因,且大肠埃希菌(E.coli)是BSM最常见病菌。研究发现,宿主α7乙酰胆碱受体(α7R)在E.coli穿越血脑屏障(BBB)引发BSM过程起关键作用,但机制不明。通过体内外BBB模型、α7R敲除动物实验和RNA测序,我们发现美金刚(MEM)可阻断由脑膜炎E.coli E44感染引起的α7R活化。通过化学阻断或基因敲除(KO)屏蔽α7R功能均可显著降低BSM造成的脑损伤,其机制可能是上调宿主蛋白SA9和A20提高中性粒细胞胞外杀菌网络(NET)活性。本项目将从细胞、离体(脐血)及整体(α7R/SA9敲除小鼠模型)层面,采用实时动态成像、单细胞分析法(SCP)、RABT和双转录组/蛋白组等技术,研究MEM以α7R为靶点的NET抗菌机理,结合MEM药物学实验及药物间联合应用,寻找有效防治BSM策略。
英文摘要
Despite the availability of antibiotics over the last several decades, an unmet need still exists for new effective therapeutic approaches to treat neonatal infections. Most of these deaths are caused by bacterial sepsis and meningitis (BSM), which is characteristic of high mortality and adverse prognosis. The most common gram negative bacterial pathogens causing BSM is E. coli. We have demonstrated that nAchR (α7R) played a detrimental role in the genesis of bacteremia and pathogen penetration across the blood-brain barrier (BBB), but the pathogenic mechanism of BSM is still unknown. Using the α7R knockout mice, we found that α7R is critical for the pathogenesis of BSM. The findings support the notion that α7R could serve as a unique drug target for therapeutic interventions against BSM. Using in vitro/in vivo models of BBB and RNA-seq, our drug repositioning studies have shown that MEM could very efficiently block BSM caused by E. coli E44 and enhance phagocytosis and neutrophil extracellular trap (NET)-mediated bacterial activity in a manner dependent on SA9 protein and A20 protein. Therefore, we hypothesize that MEM is a novel α7R target drug for treatment of BSM through enhancing the activity of NETS which will be examined by cell culture systems and KO animal models.
细菌感染引起的败血症和脑膜炎(BSM)是新生儿死亡主要原因,其中大肠埃希菌(E.coli E44)是引起BSM的最常见病菌。我们前期研究发现,宿主α7乙酰胆碱受体(A7R)在E.coli穿越血脑屏障(BBB)引发BSM过程起关键作用,且美金刚(MEM)可阻断由脑膜炎E.coli E44感染引起的A7R活化。研究MEM以A7R为靶点的抗菌机理,可为MEM治疗BSM的新用途提供理论基础。本研究运用脑微血管内皮细胞(HBMEC)和A7R敲除小鼠等模型,通过RNA测序,阻断或基因敲除(KO)A7R等技术,深入研究MEM作为一种新型的A7R靶向药物通过增强宿主天然免疫及抵抗感染的机制。我们主要发现:(1)MEM靶向抑制A7R,促进外周血中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)的形成和释放,从而增强宿主天然免疫的病原体捕获能力,改善新生儿E.coli E44菌血症诱发的相关损伤;(2) MEM通过抑制A7R而促进HBMEC负向炎症调控蛋白CISH的表达,继而抑制炎症通路JAK2/STAT5通路活化发挥抗炎效应;(3)E.coli E44感染将通过内源性A7R配体SLURP1激活A7R并促进新生儿败血症病程进展,而阻断SLURP1-A7R的相互作用可能是一种E.coli E44脑膜炎的新治疗策略;(4)MEM与维生素D3(VD3)协同使用可明显降低E.coli E44对靶细胞的侵袭作用,VD3和MEM协同处理组相比单独VD3治疗组降低了相对侵袭率。以上结论表明A7R在E44感染BSM过程中的重要调节作用,MEM可通过对A7R的抑制增强宿主免疫的抗炎和抗菌能力。总之,本项研究深入探究了MEM改善E44感染引起BSM当中的作用机制,发现A7R在BSM当中的重要调控作用,并指出MEM对A7R的阻断效应增强宿主免疫的机制,为MEM旧药新用治疗BSM提供理论基础。
期刊论文列表
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会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2021
期刊:细胞与分子免疫学杂志
影响因子:--
作者:高雪锋;龚泽龙;伦静娴;李煜彬;曹虹
通讯作者:曹虹
Endogenous α7 nAChR Agonist SLURP1 Facilitates Escherichia coli K1 Crossing the Blood-Brain Barrier.
内源性 α7 nAChR 激动剂 SLURP1 促进大肠杆菌 K1 穿过血脑屏障
DOI:10.3389/fimmu.2021.745854
发表时间:2021
期刊:Frontiers in immunology
影响因子:7.3
作者:He X;Wang L;Liu L;Gao J;Long B;Chi F;Hu T;Wan Y;Gong Z;Li L;Zhen P;Zhang T;Cao H;Huang SH
通讯作者:Huang SH
DOI:10.13343/j.cnki.wsxb.20200764
发表时间:2021
期刊:微生物学报
影响因子:--
作者:龚泽龙;高雪锋;李煜彬;黄媛媛;伦静娴;周承星;陈振辉;林琼希;曹虹
通讯作者:曹虹
Antimicrobial effect of the drug combination memantine and VD3 on E. coli K1 by inhibiting bacterial invasion in vitro
美金刚与VD3联合用药对大肠杆菌K1抑制细菌侵袭的体外抗菌作用
DOI:10.1016/j.ijid.2020.09.359
发表时间:2020-12
期刊:International Journal of Infectious Diseases
影响因子:8.4
作者:J. Zou;J. Chen;X. Gao;Q.X. Lin;Z. Gong;H. Cao
通讯作者:H. Cao
DOI:10.1016/j.ijid.2020.09.360
发表时间:2020-12
期刊:International Journal of Infectious Diseases
影响因子:8.4
作者:H. Qiu;Z. Li;Q. Lin;Y. Cai;J. Lan;Y. L. Chen;Z. Gong;M. Long;H. Cao
通讯作者:H. Qiu;Z. Li;Q. Lin;Y. Cai;J. Lan;Y. L. Chen;Z. Gong;M. Long;H. Cao
肠道菌群代谢物犬尿喹啉酸通过干扰神经细胞异常相分离拮抗HIV-1gp120相关神经认知障碍的机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:15.0万元
- 批准年份:2024
- 负责人:曹虹
- 依托单位:
犬尿喹啉酸通过肠—脑轴影响HIV-1相关神经认知障碍的作用机制研究
- 批准号:82172259
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55.00万元
- 批准年份:2021
- 负责人:曹虹
- 依托单位:
犬尿喹啉酸通过肠-脑轴影响HIV-1相关神经认知障碍的作用机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:--
- 资助金额:55万元
- 批准年份:2021
- 负责人:曹虹
- 依托单位:
HIV-1gp41胞外域增强新生隐球菌侵袭血脑屏障的分子机制研究
- 批准号:81171644
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:曹虹
- 依托单位:
尿路致病性大肠埃希菌毒力因子OmpT介导侵袭及毒力机理研究
- 批准号:30972637
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:30.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:曹虹
- 依托单位:
国内基金
海外基金
