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基于NF-κB/MLCK通路研究大肠杆菌O157:H7介导肠上皮屏障功能损伤的分子机制

批准号:
32100143
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:
华颖
依托单位:
学科分类:
病原细菌学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
华颖

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
大肠杆菌O157:H7感染极易引发肠屏障损伤,进而导致出血性肠炎和血性腹泻等严重疾病,但其分子机制尚不清楚。前期,课题组发现大肠杆菌O157:H7毒力蛋白EspF能与宿主ANXA6蛋白互作,进而激活肌球蛋白轻链激酶(MLCK),导致肌球蛋白轻链(MLC)磷酸化,破坏肠上皮紧密连接。我们还发现,EspF蛋白可改变ANXA6蛋白表达与定位,增加NF-κB炎症通路蛋白p65磷酸化水平,上调TNF-α、IL-1β水平。因此猜测:EspF-ANXA6可能通过调控NF-κB/MLCK通路介导肠上皮屏障功能损伤。本项目拟通过动物及细胞实验验证EspF-ANXA6对NF-κB通路蛋白IKKα、p65、IκBα等的调控作用;明确NF-κB通路激活在MLCK依赖性紧密连接破坏、细菌易位中的作用。以期揭示大肠杆菌O157:H7感染导致肠屏障功能损伤的分子机制,为探索临床治疗肠炎和严重腹泻的新方法提供理论依据。
英文摘要
Escherichia coli (E. coli) O157:H7 infection can easily cause intestinal barrier damage, leading to severe diseases such as hemorrhagic enteritis and bloody diarrhea. However, the molecular mechanism of E. coli O157:H7-mediated intestinal barrier damage is still unclear. In previous studies, we reported that the E. coli O157:H7 effector protein EspF interacts with host ANXA6 protein to activate myosin light chain kinase (MLCK),which leads to the phosphorylation of myosin light chain (MLC) and to destroy tight junctions. We also found that EspF protein can change the expression and localization of ANXA6 protein, which increases the phosphorylation level of NF-κB inflammation pathway protein p65, and up-regulates the levels of TNF-α and IL-1β. Thus we speculate that: EspF protein interacts with and modulates ANXA6 protein (EspF-ANXA6) to regulate the NF-κB/MLCK pathway to mediate intestinal barrier damage. To verify this hypothesis, we intend to utilize animal and cell experiments, to study further the regulation effect of EspF-ANXA6 on the NF-κB pathway proteins IKKα, P65, IκBα, etc.; to clarify the role of NF-κB pathway activation in the process of MLCK-dependent tight junction destruction and bacterial translocation. This project aims to reveal the molecular mechanism of the intestinal barrier function damage caused by E. coli O157:H7 infection and provide a theoretical basis for exploring new clinical treatment methods of enteritis and severe diarrhea.
项目背景:大肠杆菌O157:H7感染可引起严重的出血性结肠炎、血性腹泻。肠屏障是宿主抵抗病原菌感染的天然屏障,在维护机体稳态中发挥重要作用。大肠杆菌O157:H7效应蛋白EspF经Ⅲ型分泌系统注入肠上皮细胞,与宿主ANXA6蛋白相互作用,破坏上皮紧密连接,但该菌通过EspF-ANXA6蛋白互作介导肠屏障功能损伤的具体机制仍不清楚。.本项目主要研究内容及重要结果:.(1)采用CRISPR/Cas9技术,基于Lenti-CRISPRv2载体靶向敲除anxa6基因,经测序和免疫印迹验证,anxa6基因稳定敲除的Caco-2细胞株(Caco-2 anxa6-/-)构建成功。.(2)基于已构建的细胞模型,通过菌株感染细胞,发现大肠杆菌O157:H7感染后通过EspF-ANXA6蛋白互作激活NF-κB信号通路,表现为IκBα和p65蛋白磷酸化,p65蛋白出现入核现象。经人巨噬细胞验证,大肠杆菌O157:H7感染促进LDH的释放和IL-1β的分泌,EspF蛋白在该过程中发挥重要作用。.(3)细胞和动物实验表明,大肠杆菌O157:H7感染可激活MLC-MLCK通路,降低紧密连接蛋白ZO-1和Occludin表达水平,紧密连接的破坏是导致肠屏障损伤的关键一步。.(4)细胞实验和动物实验表明,大肠杆菌O157:H7可通过EspF蛋白上调宿主ANXA6蛋白的表达。敲除细胞anxa6基因后,自噬关键因子LC3BⅡ表达水平上升,p62表达下降,提示ANXA6蛋白可抑制细胞自噬,大肠杆菌O157:H7经EspF蛋白上调宿主ANXA6蛋白,抑制细胞自噬过程。.(5)EspF-ANXA6蛋白通过干扰自噬膜形成过程关键蛋白ATG3、ATG5、ATG12的表达来抑制细胞自噬;质粒过表达、基因敲除和菌株感染证实,大肠杆菌O157:H7通过EspF-ANXA6蛋白降低自噬关键蛋白ATG16L1的表达水平。..科学意义:本项目明确了大肠杆菌O157:H7感染经EspF-ANXA6蛋白激活NF-κB信号通路,促进p65、IκBα蛋白磷酸化,经MLC-MLCK途径介导肠屏障损伤的分子机制,探索了EspF-ANXA6蛋白对细胞自噬的调控作用,发现了大肠杆菌O157:H7对自噬关键基因ATG16L1的负调控作用,为深入解析该菌介导细胞自噬功能障碍、促进肠屏障损伤、导致出血性肠炎的分子机制提供分子靶点和理论依据。
大肠杆菌O157:H7调控内质网应激抑制细胞自噬的分子机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    华颖
  • 依托单位:
国内基金
海外基金