Humanin通过介导线粒体代谢保护脓毒症急性呼吸窘迫综合征肺血管内皮细胞的机制研究
批准号:
82102255
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
韩奕
依托单位:
学科分类:
脓毒症
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
韩奕
中文摘要
Humanin(HN)作为线粒体DNA编码的一种保护性多肽,对脓毒症ARDS的肺血管内皮细胞具有显著的保护作用。在前期研究中,我们发现HN能显著降低LPS诱导的ARDS小鼠的死亡率,减轻肺组织炎症及渗出,并且降低肺血管内皮细胞的氧化应激水平,增强内皮细胞活性。进一步研究发现,HN可恢复由LPS导致的ATP产量下降。但是,HN保护内皮细胞结构与功能完整性的具体机制尚未明确。本研究拟通过体内外实验明确HN是否通过影响线粒体代谢对肺血管内皮细胞起保护作用;进一步利用内皮细胞特异性IL-6R敲除小鼠以及PI3K敲除小鼠,明确HN在肺血管内皮细胞上的结合位点,探讨其影响线粒体代谢功能的具体机制;同时与临床相结合,研究HN与脓毒症ARDS病人预后的相关性,为治疗脓毒症导致的ARDS提供新的治疗策略。
英文摘要
Humanin (HN), as a protective polypeptide encoded by mitochondrial DNA, has an important protective effect on pulmonary vascular endothelial cells in septic ARDS. In our previous studies, we found that HN could significantly reduce the mortality of LPS-induced ARDS mice, lighten the lung inflammation and exudation, alleviate the oxidative stress level of pulmonary vascular endothelial cells, and enhance endothelial cell activity. Furthermore, we found that HN can restore the ATP production which was cut down by LPS to a certain extent. However, the specific mechanism by which HN protects the structural and functional integrity of endothelial cells is not yet clear. This study wishes to clarify through in vivo and in vitro experiments that HN protects pulmonary vascular endothelial cells by protecting mitochondrial metabolism; and intends to use endothelial cell-specific IL-6R knockout mice and PI3K knockout mice to explore the binding sites and the definite mechanisms of HN on pulmonary vascular endothelial cells. At the same time, through the combination of clinical and basic scientific research, the prognosis of patients with septic ARDS will be studied to provide new therapy strategies for the treatment of ARDS caused by sepsis.
近年来的研究表明线粒体损伤是脓毒性急性呼吸窘迫综合征(ARDS)内皮损伤的关键因素。Humanin (HN)是一种线粒体多肽,具有抑制细胞凋亡和保护神经元免受氧化应激的作用。然而,HN对肺血管内皮损伤的影响鲜有研究。因此,我们通过检测脓毒症患者血清中HN的浓度,评估外周血humanin的表达量差异。同时,采用LPS建立脓毒症ARDS体内和体外模型。采用qPCR和western blot技术分析mRNA和蛋白的表达。seahorse分析和JC-1染色观察线粒体呼吸和线粒体膜电位,评估线粒体功能。采用HE染色及透射电镜观察病理及超微结构。结果发现,ARDS患者血清中humanin在第1天显著升高,从第3天到第7天逐渐下降。而通过体内和体外实验证实,经HNG预处理的肺血管内皮细胞在受到LPS刺激后的炎症因子的表达明显降低。同样,经HNG处理后,细胞内线粒体呼吸功能以及受损的膜电位得到恢复。最后,我们通过模拟结合分析初步验证了humanin可与IL-6受体直接结合,之后通过体内、体外实验模型,分析探索IL-6下游通路蛋白表达量,证明humanin可通过竞争性结合IL-6受体,抑制IL-6/STAT3通路,改善肺血管内皮细胞线粒体代谢,从而阻止脓毒症时急性肺损伤。本项目从脓毒症ARDS临床重大需求出发,聚焦于humanin对ARDS的保护作用,通过体内外实验,解决“HN通过影响肺血管内皮细胞线粒体功能对脓毒症ARDS起保护作用”这一关键科学问题。丰富我们对肺血管内皮细胞的认识,完善humanin的组织保护功能,为脓毒症ARDS的治疗提供科学依据。
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