SLC37A4调控糖代谢介导的巨噬细胞胞葬功能在脊髓损伤中的作用及机制研究
批准号:
82102313
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:
王清清
依托单位:
学科分类:
创伤
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
王清清
中文摘要
持续的炎症微环境是脊髓损伤(SCI)后难以恢复的重要原因。最新研究表明巨噬细胞胞葬功能障碍是许多炎症性疾病的关键发病环节,但其在SCI中的具体作用及相关机制未明。我们前期研究发现SCI3天后巨噬细胞内D-葡萄糖-6-磷酸转运体SLC37A4表达显著下调,而其过表达可增强巨噬细胞胞葬功能并促进SCI小鼠功能恢复。SLC37A4是糖代谢产物转运的重要通道,而糖代谢又是胞葬功能维持正常的主要能量来源。由此我们提出假说:脊髓损伤后SLC37A4下调引起巨噬细胞内糖代谢紊乱从而导致巨噬细胞胞葬障碍并形成炎症微环境,导致SCI难以修复。本项目拟在上述基础上,借助基因条件性过表达小鼠及多种体内外实验技术探讨SLC37A4调控糖代谢介导的巨噬细胞胞葬功能在脊髓损伤中的作用及具体机制;同时将前期已构建完成的靶向基因递送体系用于SLC37A4的递送,为脊髓损伤的研究和治疗提供新的理论基础和实验依据。
英文摘要
Inhibitory inflammatory microenvironment is a critical cause of the failure of spinal cord injury (SCI) recovery. The latest study manifested that defective macrophage efferocytosis underlies a list of inflammatory diseases, but its role in SCI and the specific mechanisms involved are still unclear. Our preliminary experiments revealed that the expression of SLC37A4 (a D-glucose-6-phosphate transporter) in macrophages was down-regulated at 3 days post SCI, while its conditioned overexpression enhanced efferocytosis and functional recovery of SCI mice. SLC37A4 is necessary in glucose metabolism which is indispensable in efferocytosis. Therefore, we hypothesized that the down-regulation of SLC37A4 after SCI led to the disturbance of glucose metabolism, and then defective macrophage efferocytosis, which further resulted in the formation of inflammatory microenvironment and the failure of SCI recovery. This project intends to elucidate the function and specific mechanisms of macrophage efferocytosis mediated by SLC37A4-regulated glucose metabolism in SCI with the help of gene-conditioned overexpression mice and a variety of in vitro and in vivo experiments; besides, a novel gene delivery system precisely targeted at the injured spinal cord has been previously synthesized and will be utilized to deliver SLC37A4, thus providing a new theoretical and experimental basis for the study and therapy of SCI.
胞葬功能障碍被认为是导致炎症级联反应的关键发病环节,但其在脊髓损伤(SCI)中的具体作用及机制还未阐明。本项目发现SCI后损伤部位的巨噬细胞(Mφ)呈泡沫细胞状态,同时其胞葬能力减弱,是导致炎症长期存在可能的主要原因。继而本项目对Mφ胞葬功能在中枢神经系统(CNS)中的作用进行综述,深入讨论胞葬对急性损伤组织稳态的影响及机制。我们认为SCI后Mφ胞葬障碍的模式为FAD模式(消化过程障碍),并进一步发现能量代谢及脂质循环是其中的关键步骤。.我们前期研究发现Mφ内SLC37A4表达下降致其有氧糖酵解下降,但后续研究发现线粒体功能及其氧化磷酸化产出的ATP对Mφ持续性胞葬更为重要。本项目进而采用调控脂质排出中枢PPARγ以及健康线粒体递送策略促进Mφ持续性胞葬以修复急性SCI。因此本研究设计合成了ROS响应的非病毒基因载体CBP5并结合PPARγ过表达质粒,基于血小板包载得到血小板Pharmacytes,同时利用血小板线粒体转运供能。这一联合治疗策略可维持Mφ脂质稳态及能量水平并进一步促进胞葬。在体内研究中,将Mφ和血小板Pharmacytes连接形成M-P-NPs@PPARγ的递送体系,可有效输送血小板Pharmacytes,实现基因治疗和细胞治疗,抑制泡沫细胞状态,增强胞葬,最终恢复小鼠运动功能。.本研究的科学意义主要总结如下:(1)尽管血小板与Mφ的相互作用在感染性疾病中已受到广泛关注,但在组织损伤疾病中的研究相对匮乏。本研究聚焦于组织损伤领域,深入探讨血小板与Mφ在损伤病理过程中的联系。体内外实验结果表明血小板能够向Mφ转运线粒体,从而显著增强其胞葬能力。(2)在设计思路上,针对SCI区域高活性氧(ROS)的特点,提出了一种ROS响应性阳离子聚合物CBP5的基因输送载体方案。该设计成功克服高ROS环境下细胞转染效率低的难题,实现损伤部位Mφ中PPARγ的高效表达。(3)M-P-NPs@PPARγ递送系统不仅能够靶向损伤脊髓,还整合血小板线粒体转运和基因高效转染的能力,有望成为细胞治疗与基因治疗SCI的高效联合递送平台。这些研究成果为治疗与Mφ胞葬障碍相关的组织损伤疾病提供了新的思路和方向。
PDSA-PEG@aFGF 水凝胶联合运动康复训练
改善脊髓损伤神经修复的研究
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批准号:Y24H170001
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2024
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负责人:王清清
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依托单位:
TXNIP调控炎症小体诱导的细胞焦亡在糖尿病脊髓损伤中 的作用及其机制研究
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批准号:LQ21H060009
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2020
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负责人:王清清
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依托单位:
国内基金
海外基金