构建circ_UBE3/miR-16-5p、let-7b-5p为核心的儿童哮喘加重危险度预测评估模型与实证研究
批准号:
82103791
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:
张合华
依托单位:
学科分类:
环境卫生
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
张合华
中文摘要
儿童期哮喘加重(CAE)严重危害儿童的身心健康,CAE防控是儿童哮喘治疗的首要目标,申请人发现颗粒物(PM)暴露与CAE显著相关,PM高暴露CAE的巨噬细胞外泌体(MEV)circ_UBE3高表达,MEV与气道上皮细胞(BEC)共培养,发现circ_UBE3结合的miR-16-5p、let-7b-5p低表达,BEC炎症反应和细胞增殖显著,可能诱发CAE。基于一系列生物信息学预测与前期验证,本研究拟:明确circ_UBE3、miR-16-5p、let-7b-5p是巨噬细胞与BEC在PM暴露致CAE中通信的关键因子,阐明circ_UBE3结合miR-16-5p/let-7b-5p靶向调控PGAP3在PM高暴露致CAE过程中的作用机制,利用队列人群构建基于circ_UBE3、miR-16-5p、let-7b-5p的CAE危险度评估模型,为CAE的早期预警和精准防控提供重要的理论和实验依据。
英文摘要
Childhood Asthma Exacerbation(CAE) seriously damage children's physical and mental health. CAE prevention is the primary goal of the childhood asthma treatment. Our study found particulate matter(PM) exposure was significantly associated with CAE occurrence in Northeast China. Preliminary experiments found high expression of circ_UBE3 in macrophage exosome vesicles(MEV) in CAE with high PM exposure. Co-culture of MEV with bronchial epithelial cell(BEC) after PM exposure found low expressions of miR-16-5p and let-7b-5p as well as increased inflammation and proliferation in BEC. We also found high expression of circ_UBE3 and low expressions of miR-16-5p and let-7b-5p in children of CAE with high PM exposure in our cohort. Based on a series bio-informatic prediction and preliminary verification, we aim to clarify the key factors of circ_UBE3, miR-16-5p and let-7b-5p between Alveolar Macrophage and Bronchial Epithelial Cell communication in CAE caused by PM exposure, and illuminate the molecular mechanism of circ_UBE3 binding miR-16-5p/let-7b-5p and regulating PGAP3 in CAE caused by PM exposure, finally we will construct CAE risk prediction model based on circ_UBE3, miR-16-5p and let-7b-5p, which might provide scientific evidence for early prediction and precise prevention for CAE.
本项目依托国家区域儿科医学中心中国医科大学附属盛京医院,建立东北区域儿童哮喘专病队列,截至到2024年12月31日,儿童哮喘专病队列共入组919人,其中一半人群完成至少1次的随访。基于专病队列的研究确定PM2.5 是导致儿科患者哮喘发作的主要污染物,PM2.5与CAE之间的关联强度用风险比和95%可信区间表示(OR=1.60, 95% CI: 1.15, 2.23),PM2.5暴露浓度每增加一个标准差(约14μg/m3),CAE风险增加60%。基于采集PM高暴露时期(供暖时期,即每年11-次年3月)CAE患者、PM低暴露时期(非供暖期)非CAE哮喘患儿、以及健康儿童供暖前后的血液标本,申请人构建患儿暴露于 PM2.5 前后循环免疫细胞的单细胞转录组图谱,我们发现外周血单核细胞和血小板对 PM2.5 尤为敏感。为探究肺部细胞对 PM2.5 的反应,申请人采集了沈阳市供暖期间PM2.5颗粒共计90mg,在幼年小鼠中建立了 PM2.5 加重的卵清蛋白(OVA)诱导的过敏性炎症模型。随后,我们利用单细胞 RNA 测序(scRNA-seq)分析,对肺部的免疫细胞、上皮细胞和基质细胞进行了全面评估。结果显示,暴露于 PM2.5 会破坏肺泡上皮的完整性,并激活 Col13a1 + 肺泡成纤维细胞。这些被激活的成纤维细胞随后分泌包括 CCL/CXCL 趋化因子和 C3 在内的炎症介质,促进外周血单核细胞在肺部浸润并分化为巨噬细胞,同时还会激活血小板。被激活的巨噬细胞通过增加中性粒细胞募集和释放炎症细胞因子,放大炎症反应,从而形成吞噬性炎症的恶性循环。这些发现加深了我们对吞噬性炎症在过敏性炎症中作用的理解,并突出了 Col13a1 + 成纤维细胞在PMCAE中的关键作用。申请人进一步做了膳食与哮喘关系的探索性研究,发现膳食纤维和肠道菌群丰都均能降低哮喘的发病和加重风险。以上研究为阻断PMCAE提供了新的干预靶点,为PMCAE的早期预防提供了有别于传统临床激素治疗的新思路。
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