课题基金 / 基金详情

自噬及相关AMPK/mTOR信号通路对多黏菌素E肾毒性调节作用机制研究

批准号:
82073894
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
蔡芸
学科分类:
抗感染药物药理
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
蔡芸

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
多药耐药G-菌是全球面临的严峻问题,有效药物屈指可数。多黏菌素E(colistin)作为耐药G-菌最后防线,抗菌效果肯定,但肾毒性机制始终未能明确,临床应用受限。课题组新近发现colistin诱导肾毒性时效应细胞多条自噬相关通路受到影响,其中以AMPK/mTOR通路最为显著,蛋白水平也确证自噬标记物LC3的形成显著增加。自噬是应激状态下细胞启动的溶酶体依赖性降解,对维持细胞存活起重要保护作用。基于此我们提出“以AMPK/mTOR通路为核心的自噬可能对colistin诱导的肾毒性具有调控作用”的设想,设计分子、细胞和特异性基因(mTORC1和AMPKα1)敲除大鼠系列试验,采用自噬诱导剂和抑制剂双向验证,力求阐明AMPK/mTOR及其他自噬关键蛋白ATG-5、Beclin-1等在colistin致肾损伤中的调控机制,发掘肾损伤保护新靶点,为临床更加安全有效应用colistin提供科学依据。
英文摘要
The world is facing a severe threaten of multidrug resistant (MDR) Gram-negative bacteria. Only a few effective antibiotics are available. Colistin is the last resort of antibiotics against MDR Gram-negative bacteria. Although its antimicrobial efficacy is excellent, nephrotoxicity of colistin is unavoidable. Despite decades history of this old antibiotic, the mechanism of colistin-induced nephrotoxicity remains unclear. We recently discovered that colistin can modulate multiple autophagy-related pathways in NRK-52E cells. Among them, the AMPK / mTOR pathway is most affected. LC3, marker of autophagy, is also significantly increased. Autophagy is a lysosomal-dependent degradation initiated by cells under stress, which plays an important role in maintaining cell survival. Based on our previous results, we assume that autophagy and AMPK/mTOR pathway may play a key role in colistin-induced renal injury. We design in vitro and specific gene (mTORC1 and AMPK α1) knockout mice in vivo experiments to elucidate the role of autophagy and AMPK/mTOR pathway in colistin-induced nephrotoxicity and explore renal protection strategies. This study will provide new ideas and methods for safe and rational clinical application of colistin.
本项目针对耐药革兰氏阴性菌最后防线多黏菌素E(colistin)肾毒性机制未能明确的临床问题,基于colistin诱导肾毒性时效应细胞自噬相关AMPK/mTOR通路受到显著影响的前期发现,提出“以AMPK/mTOR通路为核心的自噬可能对colistin诱导的肾毒性具有调控作用”的设想。首先开展Colistin对大鼠、人肾小管上皮细胞的体外毒性研究,发现在Colistin刺激肾小管上皮细胞后,自噬通路、mTOR信号通路、ATP代谢通路以及自噬调控等明显改变,且Colistin在100μg/mL的浓度下处理细胞6h能够最大程度的激活肾小管上皮细胞的自噬。其次,开展动物体内Colistin处理后肾脏自噬的调控研究,给予大鼠腹腔注射两种不同剂量的Colistin,探索出高剂量的Colistin可以发挥出较强的自噬激活作用,且这种自噬与AMPK/mTOR信号通路密切相关。随后,通过联合使用自噬激活剂雷帕霉素(RAPA)或自噬抑制剂磷酸氯喹(CQ),探究自噬及相关AMPK/mTOR信号通路与肾损伤之间的具体量效关系。发现高剂量Colistin(Colistin H-D)同自噬激活剂RAPA一样,相较低剂量Colistin(Colistin L-D)更能激活大鼠肾皮质内的自噬现象及AMPK/mTOR信号通路,同时肾损伤程度未见显著差别。而自噬抑制剂CQ的应用有效抑制了肾组织中的自噬水平及AMPK/mTOR信号通路,且肾损伤在病理改变及功能上都较其他组严重。预先给予大鼠腹腔注射RAPA或CQ以实现先期增强或抑制肾脏的自噬现象,随后联合Colistin H-D使用,发现自噬激活剂预处理可能会导致肾组织中自噬过度活跃/功能障碍,加重肾损伤。最后,在成功构建Mtor-CKO和Prkaa1-CKO小鼠中证实Colistin通过抑制mTOR和激活AMPKα两种方式,同时上调肾皮质中自噬通路和凋亡通路。由于Mtor-CKO小鼠的肾皮质中已存在凋亡增强的现象,在应用Colistin后虽能够增强自噬,但也进一步增强了凋亡。本研究证实Colistin诱导的自噬是通过AMPK/mTOR信号通路,且自噬的水平及其向凋亡通路的发展程度可以影响Colistin引起的肾损伤的转归。一定程度增强的自噬能够保护Colistin相关肾损伤,但长期/完全抑制mTOR可使自噬过度激活,从而引起肾细胞凋亡并加重肾损伤。
低频超声联合抗菌药物治疗耐药菌所致肺部感染的机制研究
  • 批准号:
    81770004
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    蔡芸
  • 依托单位:
基于p38/MAPK信号转导通路的多粘菌素E(Colistin)免疫调节机制研究
  • 批准号:
    81573472
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    蔡芸
  • 依托单位:
MSW理论指导多粘菌素联合用药对多药耐药鲍曼不动杆菌防耐药突变机制研究
  • 批准号:
    81000755
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    蔡芸
  • 依托单位:
国内基金
海外基金