循环血流中,血小板CD40L的分泌、聚化与功能的力学调控机制
批准号:
12072117
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
吴建华
依托单位:
学科分类:
多尺度力学生物学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
吴建华
中文摘要
在血流动力学环境中,血小板和白细胞受粘附与趋化因子的介导而发生相互作用,协同调节冠脉斑块的早期形成和发展及斑块破裂后的血栓形成。血小板细胞类趋化因子CD40L是介导血小板与白细胞相互作用的关键分子。本项目,针对CD40L在力学微环境中的分泌、构象与功能演化这一前沿科学问题,拟综合运用分子生物学、细胞分子生物力学等的理论原理、实验技术和分析方法,结合原子力显微镜、激光共聚焦显微镜、荧光显微、流动腔与分子动力学模拟等技术手段,开展系统深入的研究。力图阐明力是如何调节CD40L的分泌、聚合、构象与功能的,揭示CD40L与受体(CD40、αIIbβ3、 Mac-1和α5β1)相互作用的力学调控机制与分子结构基础,探明CD40L介导的血小板-白细胞接触面的形成与演化的力-化学协同调控机制。旨在更加深理解心脑血管疾病的生理病理过程,为心脑血管疾病患者的临床治疗和康复与药物设计提供新思路
英文摘要
In the hemodynamic environment, circulating platelets and white blood cells will interact with each other under mediating of some adhesive molecules and chemokine factors, be involved in the early formation and development of coronary plaque and thrombosis after plaque rupture. Platelet CD40L is a key molecule mediating the interaction between platelets and leukocytes. The research focus at the frontier scientific problem for events on the secretion, conformation and function evolution of CD40L in flows. We will carry out systematic and in-depth research on the events with the strategy which intends to integrate the theoretical principles, experimental techniques and analytical methods of molecular biology, cell and molecular biomechanics, and combine atomic force microscopy, laser confocal microscopy, fluorescence microscopy, flow chamber and molecular dynamics simulation. The aim of this study is to elucidate how CD40L regulates the secretion, aggregation, conformation transformation and functional change of CD40L, reveal the mechanical regulation mechanism and molecular basis of the.interaction between CD40L and its receptors (CD40, alpha IIbbeta 3, Mac-1 and alpha 5beta 1), and explore the mechano-chemical regulation mechanism of the formation and evolution of CD40L-mediated cell contact area between platelet and leukocyte, for understanding the physiological and pathological processes of cardiovascular and cerebrovascular diseases, and providing a solution for the clinical treatment and rehabilitation of patients with cardiovascular and cerebrovascular diseases, the discovery of related molecular drug targets and the novel design of antibody drugs.
血小板CD40L是介导血小板-血小板、血小板-免疫细胞、内皮细胞或癌细胞间的相互作用的关键参与者,调节冠脉斑块的早期形成和发展、癌细胞免疫逃逸与血行转移等。针对CD40L在力学微环境中的分泌、构象与功能演化这一尚不明晰的分子事件,我们结合单分子/细胞水平的实验和分子动力学模拟等技术手段,较深入的开展了研究,获得如下主要研究结论:1)、力是vWF介导的血小板激活及CD40L分泌的启动开关和增强子;血流剪应力及其加载时间以剪应力累积(SSA)(= 剪切应力×应力刺激时间)的方式双向调节血小板CD40L的分泌;随着SSA的增加,CD40L的表达水平先上升后下降,这一力依赖的血小板功能表型改变可能促进了白细胞在血小板上的流动增强型黏附;2)、聚化将导致CD40和CD40L的结合亲和力增强;较之二聚体而言,CD40L和CD40三聚体及其CD40-CD40L复合物具有更优良的机械稳定性,这提示:CD40和CD40L在脂筏上的聚化过程是形成稳定胞间通讯所必需;3)、CD40L可和高、底二种亲和态的β整合素结合,但激活态的整合素与CD40L间的相互作用更强,形成的复合物具有更好的机械稳定性;力学刺激可开启并加快结合固定CD40L的β整合素发生从底到高亲和态的跃迁;CD40L-CD40,α5β1或αMβ2分子键均呈现“逆锁-滑移键”特征;4)、脂双层流动性通过调控分子动力学和扩散行为,调节细胞接触面内CD40L分子簇的形成。脂质流动性更好的软组织结构有助于CD40L的聚化、更快地形成更稳定的胞间通讯结构。5)力将开启并加快E-选择素经由快(局部)和慢(整体)倆种信号通路介导的白细胞整合素激活,并增强CD40L- CD40、β2 or β1integrin轴相关的胞内信号通路的力学连通性与稳定性。白细胞整合素的(亚秒内的)局部激活是小窝蛋白依赖的,随后发生的整合素整体活化,要求整合素配体(如CD40L, GPIb, ICAM-1等)的参与。上述研究进展,将深化理解血小板CD40L相关的心脑血管疾病、癌症免疫逃逸和血行转移的生理病理过程,相关疾病患者的临床治疗和康复,相关分子药物靶点的发现和抗体药物的设计提供新的解决思路和线索。
血流剪应力对血小板和白细胞的激活及其信号通路的调控
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批准号:11432006
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项目类别:重点项目
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资助金额:360.0万元
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批准年份:2014
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负责人:吴建华
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依托单位:
选择素介导的整合素LFA-1活化的力学调控机制
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批准号:31170887
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2011
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负责人:吴建华
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依托单位:
金属蛋白酶ADMATS-13水解酶切血管性血友病因子vWF的力学调控机制
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批准号:11072080
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项目类别:面上项目
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资助金额:46.0万元
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批准年份:2010
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负责人:吴建华
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依托单位:
关于两亲α-螺旋抗菌肽的柔性、刚度与活性间关系的研究
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批准号:10772069
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项目类别:面上项目
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资助金额:46.0万元
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批准年份:2007
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负责人:吴建华
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依托单位:
国内基金
海外基金