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丁酸盐通过靶向HDAC1影响RAGE/β-catenin轴改善激素抵抗型TDI哮喘模型气道炎症的分子机制

批准号:
82070030
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
赵海金
依托单位:
学科分类:
支气管哮喘
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
赵海金

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
我们发现气道上皮RAGE/β-catenin轴在甲苯二异氰酸酯(TDI)激素抵抗型哮喘气道炎症中扮演着重要角色,然而其靶向调控途径及作用尚不清楚。短链脂肪酸(SCFAs)在肠-肺轴免疫调节中发挥重要桥梁作用,是近年关注热点,SCFAs对哮喘免疫调节也越来越受到重视。研究显示,SCFAs可以通过受体如GPR41、GPR43和抑制组蛋白去乙酰化酶(HDACs)途径参与哮喘炎症过程。预实验发现SCFAs尤其丁酸盐可减轻TDI气道炎症,改善气道屏障和上皮β-catenin分布,能降低RAGE表达。进一步发现丁酸盐可逆转TDI引起气道上皮HDAC1上调,却降低受体GPR41、GPR43表达。由此我们提出假设:丁酸盐通过靶向HDAC1影响RAGE/β-catenin轴改善TDI哮喘气道炎症。我们以气道上皮为主要研究对象,拟采用既有成熟模型,从体内、外实验验证上述假说。本研究将为哮喘精准治疗提供新思路。
英文摘要
We firstly found that the RAGE/β-catenin axis in airway epithelium plays an important role in airway inflammation in toluene diisocyanate (TDI) induced steriod-resistant asthma, but the pathway and function of targeted regulation are not clear. Short-chain fatty acids (SCFAs), as key gut bacterial metabolites, play an important role in the immune regulation of the gut lung axis, which has been a hot spot in recent years. More and more attention has been paid on the role of SCFAs in the pathegenisis of asthma. Research shows that SCFAs can participate in the inflammatory process of asthma through receptors such as gpr41, gpr43 and inhibition of histone acetylase (HDACs),however,its definite mechanisms remains unresolved..In our pre-experiment, SCFAs, especially butyrate,could alleviate airway inflammation, improve airway barrier and epithelial β-catenin distribution, and reduce RAGE expression. The further study showed that butyrate,similar to RAGE blockage could reverse the up regulation of HDAC1 induced by TDI, but decrease the receptor expression of GPR41and GPR43. Therefore, we speculate that butyrate could improve airway inflammation of TDI asthma by targeting HDAC1 to affect RAGE/ β-catenin axis..In order to verify the hypothesis in vivo and in vitro study, we will use airway epithelium as the main object of study, and use the mature model which have been set up in our lab. This study will provide a new way to expand the regulation mechanism of SCFAs on RAGE/β-catenin axis in airway inflammation.
糖皮质激素(GC)不敏感是治疗重度哮喘中主要临床挑战之一,甲苯二异氰酸酯(TDI)哮喘模型是以中性粒细胞为主的混合粒细胞哮喘模型,可作为研究激素不敏感性重度哮喘实验模型。短链脂肪酸(SCFAs)可以在小鼠哮喘模型中减轻过敏性炎症和气道高反应性(AHR),然而SCFAs治疗对TDI诱导的哮喘模型的效果和机制尚不明确。短链脂肪酸(SCFAs)在肠-肺轴免疫调节中发挥重要,研究证实其可减轻过敏性气道炎症和气道高反应性(AHR),然而SCFAs在甲苯二异氰酸酯(TDI)哮喘模型中的作用和相关机制仍待阐明。本研究分别使用乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐三类SCFAs干预TDI哮喘小鼠。作为SCFAs已知下游靶点,对组蛋白去乙酰化酶(HDAC)和过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)在体内外研究中的作用和机制进行探讨。通过跨上皮电阻(TEER)、FITC葡聚糖通量(FITC-DX)和屏障相关蛋白的表达评估支气管上皮屏障。结果显示丁酸盐,而不是乙酸盐和丙酸盐,可显著改善TDI诱导的气道高反应性(AHR)、肺泡灌洗液及气道周围中性粒细胞和嗜酸性粒细胞增多以及气道上皮β-catenin分布异常,并逆转下游HDAC活化增多及PPARγ表达的下调。进一步使用HDAC抑制剂或PPARγ激活剂显示同样可缓解TDI哮喘气道炎症、气道高反应性及粘液分泌,而使用PPARγ抑制剂则可逆转丁酸盐干预下的TDI哮喘气道炎症、粘液分泌及气道高反应性水平下降,提示PPARγ是丁酸盐下游作用节点。线粒体功能障碍在哮喘发病机制中的作用逐渐受到关注。通过使用MitoQ靶向抑制线粒体氧化应激水平,结果显示其可显着减弱TDI诱导的AHR、气道炎症和胶原蛋白沉积,并通过保持线粒体质量和减少活性氧的产生显着保护了上皮线粒体功能。MitoQ给药稳定β-catenin降解复合物的分解并抑制了β-catenin的激活。本研究证明丁酸通过恢复HDAC-PPARγ轴改善TDI哮喘气道炎症,线粒体功能障碍是TDI哮喘发病重要环节。本研究支持丁酸盐补充及线粒体靶向抗氧化可能是未来预防和治疗哮喘的新方向,这将为哮喘精准治疗提供新思路。
RAGE/β-catenin轴经mPTP异常开放调控线粒体稳态参与TDI激素抵抗哮喘气道炎症的分子机制
  • 批准号:
    82370029
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    48万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    赵海金
  • 依托单位:
中性粒细胞胞外陷阱通过靶向气道上皮RAGE/β-catenin轴调控激素抵抗型TDI哮喘模型气道炎症
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    赵海金
  • 依托单位:
HDAC1通过RAGE/β-catenin轴对TDI哮喘气道炎症的调控及机制研究
  • 批准号:
    81770033
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    赵海金
  • 依托单位:
DAMP分子-HMGB1在气道上皮对哮喘气道炎症关键介质TSLP的作用及机制研究
  • 批准号:
    81270089
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    赵海金
  • 依托单位:
国内基金
海外基金