IDO-1介导的De novo NAD+合成激活在肺动脉高压中的作用和机制研究
批准号:
82100060
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:
蔡宗烨
依托单位:
学科分类:
肺循环与肺血管疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
蔡宗烨
中文摘要
肺动脉高压(PAH)的典型病理改变为肺血管细胞功能紊乱导致的肺血管重塑。我们发现PAH患者存在De novo NAD+合成激活,体外实验表明NAD+可导致肺血管细胞线粒体膜电位增加发生异常增殖,反之,抑制De novo NAD+合成限速酶IDO-1可限制NAD+合成降低线粒体膜电位纠正异常增殖。因此,我们提出科学假说:IDO-1介导的De novo NAD+合成激活导致肺血管细胞线粒体功能紊乱发生异常增殖和凋亡抵抗,促进PAH肺血管重塑。本项目将首先在体外明确调控IDO-1介导的De novo NAD+合成对肺血管细胞功能的影响和机制。然后将通过大鼠MCT-PAH模型研究抑制IDO-1(siIDO-1尾静脉注射或EPA灌胃)限制De novo NAD+合成激活治疗PAH的疗效和机制。预期结果有助于深入理解PAH的发病机理,并推动EPA(已用于癌症的三期临床试验)治疗PAH的临床试验的开展。
英文摘要
Pulmonary arterial hypertension (PAH) is characterized by pulmonary vascular remodeling as a consequence of pulmonary vascular cells (PVCs) dysfunction. We originally found that there is an activation of De novo NAD+ synthesis in PAH patients. In vitro experiments showed that NAD+ could increase mitochondrial membrane potential and promote proliferation of PVCs, while inhibition of IDO-1 (the rate-limiting enzyme of De novo NAD+ synthesis) could limit the production of NAD+, reduce mitochondrial membrane potential, and halt proliferation of PVCs. Therefore, we propose the following hypothesis: IDO-1 mediated De novo NAD+ synthesis activation is involved in pulmonary vascular remodeling by inducing mitochondrial dysfunction in PAH. We first, in vitro, aim to investigate the impact and mechanism of IDO-1 mediated De novo NAD+ synthesis on the function of PVCs. After that, we will use monocrotaline (MCT) induced PAH in rats to investigate the efficacy and mechanism of De novo NAD+ inhibition by inbiting IDO-1 via siRNA IV injection or EPA ig. Our project will not only enhance our understanding in the pathogenesis of PAH, but also promote the initiation of clinical trials to investigate the efficacy of EPA (a drug already used in Phase III clinical trials for the treatment of cancer) for the treatment of PAH.
既往研究提示Kynurenine信号通路激活是肺动脉高压患者(PAH)的临床特征,但是该通路激活的原因以及其对PAH的利害关系目前并不明确。我们的研究证实了Kynurenine信号通路激活是PAH患者的临床特征之一,三种常用的动物模型中,只有MCT-PH大鼠模型与PAH患者的表型相似;同时,我们发现Kynurenine信号通路激活与患者的长期死亡率密切相关,是潜在的新型生物标记物。在此基础上,我们发现多种细胞因子诱导的体循环PBMCs来源的IDO-1表达增加是导致Kynurenine信号通路激活的主要原因,相反,肺血管内皮细胞中的IDO-1表达是显著降低的,这可能与内皮间质转化以及血流剪切力等血管微环境有关。体循环来源的Kynurenine信号通路激活后会导致肺血管细胞的De novo NAD+合成显著增加,其中NAD+具有提高肺血管细胞线粒体膜电位和促进细胞增殖的作用。因此,我们认为体循环PBMCs来源的IDO-1表达增加介导的Kynurenine-De novo NAD+信号通路合成激活是PAH患者肺血管重塑的致病因素之一。接着,我们证实IDO-1活性药物抑制剂EPACADOSTAT可以阻止大鼠MCT-PH的进展,显著改善肺血管重塑和肺血管周围炎症反应,肺循环血流动力学和右心功能均得到显著的改善,提示抑制IDO-1活性是治疗PAH的新型靶点。同事,我们利用无PH和iPAH来源的肺血管内皮细胞从细胞水平验证了动物水平的相关致病机制。综上所述,我们通过本项目首次证实了抑制IDO-1的活性可以阻止MCT-PH的进展,具有创新性;证实IDO-1介导的kynurenine信号通路激活是通过De novo NAD+合成增加来发挥促血管重塑作用,具有开拓性;该项目为EPACADOSTAT用于治疗PAH者的临床研究开展提供了扎实的科学基础,临床转化应用充满希望。
国内基金
海外基金