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VIM基因低频变异在新生儿脓毒症中的易感性分析和作用机制研究

批准号:
82102268
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:
张萍
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:
张萍

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
新生儿脓毒症(NS)发病率和死亡率高,发病机制不明,诊疗方案有限且疗效欠佳。VIM基因在NS中表达升高,且Vim敲除小鼠显示伤口愈合困难;但VIM在NS中的作用及分子机制不明。我们前期发现NS患儿富集VIM低频变异,且VIM可能通过SYK基因在NS中发挥作用。本课题拟:在中性粒细胞带荧光斑马鱼中用CRISPR/Cas9和单细胞显微注射技术构建VIM野生/变异型斑马鱼模型,脂多糖诱导脓毒症发生后明确VIM变异在NS中的易感性;利用免疫共沉淀和双荧光素酶报告基因实验明确VIM对SYK的调控;慢病毒转染小鼠骨髓中性粒细胞过表达VIM野生型/突变型,脂多糖诱导后CCK8、流式细胞术和Transwell检测变异对细胞增殖、凋亡、吞噬和趋化的影响,RNA测序、WB和ELISA探索VIM-SYK/信号通路的调控网络,阐明VIM变异在NS中的作用机制。项目将为NS的早期识别和潜在药物靶标提供新的理论依据。
英文摘要
Neonatal sepsis (NS) has high incidence, mortality and poor prognosis in neonatal population. The pathogenesis of NS is unclear, and the methods of clinical diagnosis and treatment are limited and have poor effect. The expression level of VIM gene is increased in newborns with sepsis. Meanwhile, Vim knockout mice have defects in wound healing and tissue repairing after injury. However, currently the role and molecular mechanism of VIM gene in NS are unclear. We previously found that low frequency variants of VIM gene were enriched in newborns with sepsis and VIM gene might play a role in NS through SYK gene. We plan to carry out this project: ⑴to construct zebrafish model with VIM variants by CRISPR/Cas9 and single-cell microinjection methods on Tg(mpx:EGFP) zebrafish, which has green fluorescent protein in neutrophils, and to make clear the susceptibility of VIM variants in NS after adding lipopolysaccharide (LPS); ⑵to clarify the regulation relationship between VIM and SYK in HEK293 cell by dual luciferase reporter assay system and co-immunoprecipitation (CO-IP) assay; ⑶to construct VIM wild type/variant neutrophils by lentivirus transfection method on separated mice bone marrow neutrophils, and after adding LPS, to detect the proliferation, apoptosis, phagocytosis and chemotaxis of neutrophils by CCK-8, flow cytometry and Transwell methods, respectively; to explore VIM/SYK/signal pathway by the RNA-seq, Western blot and ELISA, respectively. All above results are combined to clarify the molecular mechanism of VIM variants in NS. The project will provide a new theoretical basis for the early identification and potential drug targets of NS.
脓毒症是一种严重的感染性疾病,而新生儿脓毒症(NS)是新生儿期常见的急危重症,发病率和死亡率高,具体发病机制尚不明确,诊疗方案有限且疗效欠佳。近年研究发现VIM基因参与脓毒症疾病进展的多个过程,但VIM在NS中的作用及分子机制不明。本项目围绕VIM在脓毒症发生发展中的作用及其分子机制展开,主要进行了三个方面的研究:1)基于人群高通量测序数据开展病例对照研究,采用多因素关联分析研究NS的风险基因及VIM低频变异与NS的相关性;2)构建Vim敲除小鼠模型,体内实验研究Vim敲除对脓毒症发生发展及结局的影响,明确Vim在脓毒症中的作用;体外实验研究LPS作用下Vim对小鼠骨髓来源的巨噬细胞(BMDMs)的影响及作用机制;3)功能实验进一步验证候选靶标,完善VIM在脓毒症中的调控网络。在本项目基金的资助下,获得以下成果:1)基于本院新生儿基因组计划的NS病例对照研究确定了22个NS风险基因,对风险基因的功能富集分析显示位于首位的是与宿主-病毒相互作用的生物过程,包含VIM基因(p=0.0037)。2)成功构建了Vim敲除小鼠模型,腹腔注射LPS(40mg/kg)造模后Vim敲除未影响脓毒症的最终结局;但脓毒症发生6h后Vim-/-小鼠循环血浆中Il-6、Il-1β和Mcp-1促炎细胞因子浓度升高,同时Il-10抗炎细胞因子浓度也升高,提示Vim可能同时参与了前期炎症风暴和后续炎症抑制的过程;脓毒症发生6h和48h,组织病理结果提示Vim敲除后肺和肝组织中炎性细胞浸润相对少见,推测Vim可能影响脓毒症发生后炎性细胞的迁移和趋化。3)体外实验显示LPS作用下Vim-/-组BMDMs的迁移和趋化能力明显减弱,与体内实验结论相符。通过RNA-seq、蛋白组数据和功能验证实验确定了LPS作用下VIM在BMDMs中的分子机制,即构建了VIM-SYK/WDFY1/NF-κB的调控网络。目前已发表一篇英文期刊论文,研究成果将为NS的早期识别及潜在的药物靶标提供新的理论依据,具有重要的科研和临床应用价值。
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