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IL-21调控嗜酸性粒细胞性慢性鼻窦炎鼻黏膜中Treg细胞分化及焦亡的机制研究

批准号:
82071020
项目类别:
面上项目
资助金额:
54.0 万元
负责人:
常利红
依托单位:
学科分类:
嗅觉、鼻及前颅底疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
常利红

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
嗜酸性粒细胞性慢性鼻窦炎(ECRS)发病机制不明且在治疗后易复发。我们前期发表文章证明Treg细胞可抑制鼻黏膜嗜酸性粒细胞浸润,但Treg细胞比例在ECRS鼻黏膜中降低的机制尚不明确。我们近期预实验显示IL-21在ECRS鼻黏膜高表达并与Treg细胞比例显著负相关。进一步结合高通量分析及细胞功能实验,我们发现:①IL-21可抑制Treg细胞体外分化并诱导其焦亡;②IL-21可激活Treg细胞Akt与MAPK信号通路;③抑制Akt通路可逆转IL-21对Foxp3负调控;④抑制MAPK通路可抵抗IL-21诱导的Treg细胞焦亡。据此,我们提出科学假设:IL-21激活Akt/MAPK信号通路而抑制Treg细胞分化并促其焦亡,导致鼻黏膜嗜酸性粒细胞浸润而诱发ECRS。本项目将采用体内、体外模型并结合临床样本深入揭示IL-21升高及其调控Treg细胞分化及焦亡的分子机制,为ECRS治疗提供科学依据。
英文摘要
As the pathogenesis of eosinophilic chronic sinusitis (ECRS) is largely unknown, the patients with ECRS exhibit high relapse rate. Our previous study had reported that Treg cells could inhibit the infiltration of eosinophils into the nasal mucosa. However, the mechanism in which Treg cells decreased in the nasal mucosa of ECRS remains unclearly. Our recent preliminary results showed that IL-21 was highly expressed in the nasal mucosa of ECRS, which was negatively correlated with the percentage of Treg cells. Combined with high-throughput analysis data and cellular function results, we further found that: ① IL-21 could inhibit the development of Treg cells in vitro and also could induce Treg cells pyroptosis; ② IL-21 activated the Akt and MAPK signaling pathways in Treg cells; ③ Inhibition of Akt pathway could reverse the negative regulation of IL-21 on Foxp3; ④ Inhibition of MAPK pathway could resist the pyroptosis of Treg cells induced by IL-21. Accordingly, we proposed that increased IL-21 inhibit Treg cells development and pyroptosis via activation of Akt / MAPK signaling pathways, which resulted in infiltration of eosinophils into nasal mucosa and induce ECRS. Therefore, we will further reveal the molecular mechanisms of IL-21 elevation and its regulation in the development and pyroptosis of Treg cells via in vivo and in vitro models, as well as the clinical samples analysis, which providing scientific evidence for ECRS treatment.
嗜酸性粒细胞性慢性鼻窦炎(ECRS)以鼻黏膜大量的嗜酸性粒细胞浸润、2型炎症为主要特征,复发率高。此类患者常伴发哮喘、过敏性疾病等,易出现焦虑、抑郁等心理问题,社会经济负担重。我们已发表文章发现:体外诱导的调节性T细胞(iTreg )回输可显著减轻ECRS小鼠鼻黏膜炎症反应及嗜酸性粒细胞浸润。然Treg细胞比例在ECRS患者鼻黏膜中下降的具体原因不明。国内外研究认为:Treg细胞在炎症环境下极易丢失Foxp3表达或转化为Th17细胞。我们预实验发现ECRS患者鼻黏膜中高表达的IL-21与Treg细胞比例下降有关;IL-21可激活Akt、MAPK通路来抑制Treg细胞体外分化、并促Treg细胞焦亡。提示:IL-21降低Treg细胞比例在ECRS发病过程中具有重要作用。因此,本研究用生物信息学分析、体内外实验及临床样本检测,发现①IL-21在ECRS患者及小鼠的鼻黏膜组织中高表达,促iTreg细胞焦亡并抑iTreg细胞分化;② ECRS患者息肉组织中高表达的IL-21主要来自于CD3+T细胞,包括Tfh,Tph,Th2,Th17和CD3+CD4-T细胞;Non-ECRS患者鼻黏膜组织中IL-21主要来自于Tph和CD3+CD4-T细胞。③ 阻断IL-21/IL-21R信号途径可显著降低ECRS小鼠鼻黏膜中的嗜酸性粒细胞浸润数量,及IL-4和IL-17A的表达,并增加外周Treg细胞占比、降低Th2占比。④ 阻断Akt-mTOR通路可抑制IL-21诱导的人及小鼠iTreg细胞焦亡。此外,我们还①明确了单纯IL-21刺激不会促进Treg细胞表达IFN-γ和IL-17A;②ECRS患者鼻黏膜中其他高表达的炎症因子IL-4, IL-5,IL-17A不同程度上导致细胞焦亡相关蛋白NLRP3,NGSDMD或c-Caspase1的表达增加,然差异不显著。③不论ECRS患者来源还是Non-ECRS患者来源的iTreg在加入IL-21刺激后,均表现为焦亡相关蛋白表达增高。如上结果提示:高表达的IL-21通过激活Akt–mTOR–NLRP3–caspase 1信号轴促进Treg焦亡并抑制其分化,在ECRS的发生过程中发挥重要作用。靶向抑制IL-21/IL-21R信号轴逆转Th2、Th17炎症,减少嗜酸性粒细胞浸润,可能作为潜在的ECRS新治疗靶点。
TCN1介导的VB12-甲硫氨酸代谢促进Th2 炎症持续在嗜酸性粒细胞浸润性慢性鼻 窦炎中的作用及机制
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    常利红
  • 依托单位:
Notch1调控Foxp3+Treg细胞功能参与慢性鼻-鼻窦炎伴鼻息肉中嗜酸性粒细胞浸润的机制研究
  • 批准号:
    81500769
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    常利红
  • 依托单位:
国内基金
海外基金