缺氧对维甲酸诱导基因-I介导的抗病毒免疫应答的调控及机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81571524
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H1104.炎症、感染与免疫
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The innate immune system provides a first line of defense against invading viruses by releasing multiple inflammatory cytokines, such as interferon-beta, interleukin-6, interleukin-1 beta and tumor necrosis factor-alpha, which directly combat the infectious agent and recruit additional immune responses. However, during pathogenic influenza virus infection, robust cytokine production (cytokine storm) directly contributes to morbidity and mortality. It’s well known that RIG-I is a critical RNA virus sensor that serves to initiate antiviral innate immunity. However, it remains unclear if RIG-I play a role in influenza A viruses-triggered cytokine storm. It’s often observed that cytokine storm occurs with hypoxemia and localizes areas of prominent hypoxia in flu cases. But it is unknown if hypoxia is involved in regulating the production of cytokine storm. Based on our preliminary experiment results: hypoxia significantly up-regulated the anti-H1N1 virus response of macrophages via down-regulating PD-1 expression level, we raise hypothesis: The injury of respiratory epithelial cells due to influenza A viral invasion and replications, thus contributing to hypoxemia and localised areas of prominent hypoxia. Consequently, down-regulation of PD-1 resulted in the decreased SHP-2 phosphorylation, and the subsequent up-regulation of RIG-I expression level, which induces a dysregulated overly exuberant immune response, termed a "cytokine storm". To clarify the role of hypoxia in RIG-I-mediated antiviral response and the formation of cytokine storm is necessary for developing novel methods to combat morbidity and mortality caused by influenza virus infection.
固有免疫系统对病毒过度应答,引起炎症因子过量的“细胞因子风暴”致多器官衰竭是重症流感患者死亡的病理机制之一。RIG-I在病毒免疫中的作用和机制已被深入研究,但是否参与细胞因子风暴尚不清楚;重症流感常并发低氧血症和细胞因子风暴,但它们之间是否存在关联及调控机制尚未可知。我们前期利用小鼠流感病毒感染模型发现,缺氧可显著促进巨噬细胞对H1N1的应答;该作用可能通过调控巨噬细胞表面抑制性受体PD-1及其下游信号而实现。拟在此基础上,通过基因敲除小鼠和体内外实验,验证我们的假说:缺氧抑制病毒感染的巨噬细胞PD-1上调和SHP-2活化,阻断RIG-I信号的负反馈机制(Hypoxia-HIFs-PD-1-SHP-2-RIG-I轴),造成干扰素和炎症因子的过量产生。研究结果有助于阐明缺氧对RIG-I介导的抗病毒应答及细胞因子风暴形成的作用和分子机制,提出新的观点,并可望为临床疾病治疗提供理论依据。

结项摘要

缺氧诱导因子-1α是感受缺氧应激最重要的转录调控因子。缺氧诱导因子-1α与病毒感染的之间有着重要的关联,但是具体关系如何目前还没有定论。PD-1作为重要的免疫检查点蛋白不仅在T淋巴细胞中有表达,其在固有免疫细胞——巨噬细胞中也有一定表达,且与巨噬细胞的功能表型有密切联系。巨噬细胞是最先抵御病毒感染的关键免疫细胞,本研究想要探讨缺氧导致的缺氧诱导因子-1α积累是否能够调节巨噬细胞的抗病毒感染能力以及PD-1在巨噬细胞抗病毒过程中是否也发挥了一定作用。本实验研究了缺氧介导的巨噬细胞抗病毒免疫应答以及PD-1在抗病毒感染中的功能,发现缺氧处理可以进一步降低巨噬细胞表面PD-1的表达,缺氧处理的细胞抗病毒感染能力明显增强。与此一致的是,当敲除PD-1后,巨噬细胞的抗病毒应答也增强,可以分泌更多的炎症因子。而在HIF-1α敲除的巨噬细胞中因无法产生HIF-1α蛋白,其不能表现出野生型细胞缺氧处理后表现出的增强的抗病毒能力。本研究发现了在缺氧环境中,巨噬细胞表面PD-1表达降低,同时HIF-1α的增多可增强巨噬细胞的抗病毒能力,由此推测缺氧可能通过HIF-1α来降低PD-1在巨噬细胞上的表达,从而导致巨噬细胞分泌更多的炎症因子来抵抗病毒的感染。低表达或者不表达PD-1的巨噬细胞表现出一种向M1经典激活的巨噬细胞极化的“活性”状态,细胞内组蛋白乙酰化水平增高,从而更能快速且有效地应对病原体感染。本研究为抗病毒治疗可能提供了一个新的视角。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
E3 ligase FBXW7 is critical for RIG-I stabilization during antiviral responses.
E3 连接酶 FBXW7 对于抗病毒反应期间 RIG-I 的稳定至关重要
  • DOI:
    10.1038/ncomms14654
  • 发表时间:
    2017-03-13
  • 期刊:
    Nature communications
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Song Y;Lai L;Chong Z;He J;Zhang Y;Xue Y;Xie Y;Chen S;Dong P;Chen L;Chen Z;Dai F;Wan X;Xiao P;Cao X;Liu Y;Wang Q
  • 通讯作者:
    Wang Q

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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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

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          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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