外源性一氧化碳经sGC/cGMP/Class I PI3K/mTOR途径调控脓毒症时中性粒细胞自噬失稳态的机制研究
批准号:
81772135
项目类别:
面上项目
资助金额:
56.0 万元
负责人:
孙炳伟
依托单位:
学科分类:
H1601.脓毒症
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
邰宁正、熊御云、陈曦、孙艳、王旭、秦魏婷、徐晓涵、张华峰
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中文摘要
脓毒症时中性粒细胞自噬失稳态是导致机体天然免疫系统失衡、器官功能不全的重要因素。我们的前期研究显示,内毒素刺激后PMN自噬过程紊乱,自噬相关基因和蛋白表达异常,使用外源性一氧化碳干预后自噬紊趋于稳态,但详细机制不清。本研究采用基因敲除动物模型、CRISPR-Cas9系统基因编辑细胞分子敲除模型,以外源性一氧化碳进行干预,运用基因分析、蛋白质定位定量测定等手段,在分子、细胞和整体等不同层面上,研究脓毒症时中性粒细胞自噬失稳态的动态变化、sGC/cGMP/Class I PI3K/mTOR信号通路对自噬过程的调控机制,并利用原子力显微技术结合透射电镜,精确观察脓毒症时PMN表型和自噬体形成,旨在阐明PMN自噬失稳态的重要特征,探明外源性CO通过sGC/Class I PI3K/mTOR途径调节脓毒症时中性粒细胞自噬紊乱的(部分)分子学基础,为发现脓毒症干预新靶点提供新的思路。
英文摘要
Autophagy is a vital homeostatic process triggered by starvation and other cellular stresses, in which cytoplasmatic cargo is targeted for degradation in specialized structures termed autophagosomes. Many results have revealed that autophagy is involved in clearance of intracellular and extracellular pathogens and plays key roles in innate immune and adaptive immune. Autophagy adjustment disorders during sepsis are important factors leading to dysfunction of Organ dysfunction, the detail mechanisms, however, are not completely elucidate. This project employs gene knock-out animal models and CRISPR-Cas9 gene editing system to examine the dynamic state of polymorphonuclear neutrophils (PMN) autophagy during sepsis under the intervention of the exogenous CO liberated by CO-releasing molecules. The important factors will be investigated in the molecular and cellular levels through applying updated molecular biological techniques including gene analysis, mass spectrometric analysis, measurement of protein expressions, which investigate the dynamic state of PMN autophagy, the dynamic changes of expressions of autophagy related gene and proteins during sepsis. Furthermore, this project also focuses on the important influences of the adjustment disorder of sGC/cGMP/Class I PI3K /mTOR signal transduction to PMN autophagy. Therefore, we are in attempt to elucidate the disorder of PMN autophagy during sepsis to determine whether sGC/cGMP/ Class I PI3K /mTOR signal transduction will be the novel targets of exogenous CO, in order to elucidate molecular mechnisms (even partly) responsible for the regulatory effects of CO on abnormal PMN autophagy and to provide theoretical basis and new idea for the research and treatment of sepsis.
脓毒症时中性粒细胞自噬失稳态是导致机体天然免疫系统失衡、器官功能不全的重要因素。本研究采用相关细胞模型、WGCNA基因分析、单细胞测序、荧光多色染色空间定位分析手段,在分子、细胞和整体等不同层面上,研究脓毒症时自噬失稳态对中性粒细胞功能以及T淋巴细胞功能的影响。结果表明:1.通过加权基因共表达网络分析,从基因层面验证了中性粒细胞自噬与脓毒症时中性粒细胞的功能改变密切相关。2.通过细胞实验进行进一步的验证,从基因和蛋白层面同步证明脓毒症早期中性粒细胞自噬有明显的上调。3.基因测序和动物实验同步证明了自噬标志分子LC3的表达与免疫抑制分子PD-L1的表达有明显的相关性。细胞和动物实验同步验证了促进自噬能够抑制脓毒症时中性粒细胞PD-L1的表达。4.脓毒症时,中性粒细胞的凋亡功能收到了明显的抑制,而促进自噬能够对中性粒细胞的延迟凋亡有所改善。5.脓毒症时,自噬的改变能够调控中性粒细胞免疫抑制分子PD-L1的表达。我们通过单细胞测序发现一群具有免疫抑制功能的中性粒细胞亚群(PD-L1阳性的中性粒细胞亚群),该亚群的存在可以促进Treg的形成、T淋巴细胞凋亡的升高以及活化的降低,从而促进机体的免疫抑制。本课题初步阐明了脓毒症时中性粒细胞自噬功能失稳态的重要性,为临床脓毒症治疗提供了新思路。
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
DOI:10.1007/s00011-021-01524-4
发表时间:2021-11-28
期刊:INFLAMMATION RESEARCH
影响因子:6.7
作者:Huang, Jiamin;Sun, Ran;Sun, Bingwei
通讯作者:Sun, Bingwei
A novel computer vision-based assessment of neutrophil chemotaxis in severe infection patients.
一种基于计算机视觉的新型严重感染患者中性粒细胞趋化性评估。
DOI:--
发表时间:2021
期刊:Clinical & Translational Immunology
影响因子:5.8
作者:Yang Y;Sun B
通讯作者:Sun B
Single-Cell Transcriptome Profiling Reveals Neutrophil Heterogeneity and Functional Multiplicity in the Early Stage of Severe Burn Patients.
单细胞转录组分析揭示了严重烧伤患者早期的中性粒细胞异质性和功能多样性。
DOI:10.3389/fimmu.2021.792122
发表时间:2021
期刊:Frontiers in immunology
影响因子:7.3
作者:Huang J;Zhu Z;Ji D;Sun R;Yang Y;Liu L;Shao Y;Chen Y;Li L;Sun B
通讯作者:Sun B
DOI:--
发表时间:2021
期刊:中华危重病急救医学;
影响因子:--
作者:孙燃;孙炳伟
通讯作者:孙炳伟
Dysfunction of low-density neutrophils in peripheral circulation in patients with sepsis.
脓毒症患者外周循环低密度中性粒细胞功能障碍。
DOI:10.1038/s41598-021-04682-x
发表时间:2022-01-13
期刊:Scientific reports
影响因子:4.6
作者:Sun R;Huang J;Yang Y;Liu L;Shao Y;Li L;Sun B
通讯作者:Sun B
外源性CO通过GC/cGMP/PKG信号通路调控脓毒症时EC/SMC互调作用的机制研究
- 批准号:81471903
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:72.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:孙炳伟
- 依托单位:
脓毒症时血小板cGMP/GSK-3β信号途径调节血小板活化的分子机制及外源性CO的调控作用
- 批准号:81272148
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:73.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:孙炳伟
- 依托单位:
一氧化碳释放分子对脓毒症血小板活化关键信号分子HS1磷酸化及其调节激酶的干预与分子机制
- 批准号:81071546
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:35.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:孙炳伟
- 依托单位:
一氧化碳释放分子对脓毒症JAK/STAT磷酸化及其调节因子的调控及分子机制
- 批准号:30772256
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:28.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:孙炳伟
- 依托单位:
国内基金
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