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IL-33/ST2通过Tregs介导“代谢-免疫”双向调控机制治疗肥胖诱导糖尿病的研究

批准号:
82073860
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
鲁憬莉
依托单位:
学科分类:
抗炎与免疫药物药理
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
鲁憬莉

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
调节性T细胞(Treg)的抗炎与组织修复功能是治疗肥胖相关糖尿病的重要靶点与研究热点。课题组与国外研究均证实IL-33通过Treg能有效改善胰岛素抵抗、保护β细胞,但机制有待深入阐明。我们率先发现IL-33影响Treg细胞代谢功能以及糖脂代谢通路中多种关键酶的基因表达,该现象与IL-33介导的HIF1α对抗PI3K-AKT-mTOR密切相关。据此推测,IL-33通过重塑Treg代谢格局,完成其增殖、分化及免疫抑制功能的执行,而IL-33介导代谢通路间的正负反馈平衡机制是Treg能量代谢调控的关键。本项目拟采用糖脂代谢途径抑制剂、通路干预、过继转移等,结合分子生物学、代谢组学、体内免疫调控代谢作用分析等,从整体、细胞、分子等层面系统阐明IL-33介导Treg代谢重塑的网络调控分子机制,明确IL-33介导Treg代谢重塑是IL-33改善糖脂代谢紊乱的关键环节,为肥胖诱导的糖尿病治疗提供新思路。
英文摘要
Regulatory T cells (Treg) are important immune cell subsets that control inflammatory reactions and promote tissue repair. They are found to maintain glucose and lipid homeostasis and become an essential target and research focus. Our previous study and international relevant studies both confirmed that IL-33 could improve insulin resistance and protect β cells through increasing the number of Treg, but the specific mechanism needs to be clarified by further research. On the basis of our previous project, we found that IL-33 promoted metabolic function of Treg, stimulated changes in the expression of gene that control metabolic process. These results were consistent with the changes of signaling pathways, including that IL-33 inhibited the expression of HIF1α and increased the expression of PI3K-AKT-mTOR. Therefore, we proposed that IL-33 manipulates the metabolic state of Treg to modify their proliferation, differentiation and suppressive function, and IL-33-mediated negative and positive feedback are the factors in the metabolic process that drive the energy metabolism regulation. In this project, we will use inhibitors interferering glucose/lipid metabolic process and signaling pathways, as well as adoptive transfer of Treg, combining molecular biotechnology and metabolomics and immune regulation of metabolism analysis, to systematically clarify the molecular regulatory network in IL-33-mediated metabolic reprogramming of Treg and elucidate their key role in ameliorating glucose-lipid metabolism disorder. This project will reveal novel strategies for treatment of obesity-induced diabetes.
我们的前期研究发现细胞因子IL-33重建自身免疫性糖尿病小鼠的免疫耐受,调节肥胖小鼠糖脂代谢紊乱。在此基础上,本项目进一步研究在肥胖和糖尿病环境中,IL-33调控免疫细胞代谢、β细胞的功能和脂肪细胞代谢的机制。采用IL-33-/-小鼠和单细胞测序,发现IL-33显著增加Treg和ILC2免疫细胞比例,代谢表型分析显示IL-33显著影响B细胞中Slc3a2, Slc1a5,而Treg特异性高表达Hif1a,ILC2高表达Slc16a1, Hadha,Myc等。表观分析显示,IL-33增强T细胞中Tcf7l2, Lef1, Etv2, Runx1,单核细胞中Bcl11a, Bcl11b,以及B细胞中Sfip1, Spic, Atf5的开放染色质。IL-33通过IL-33/ST2-PPARγ-ST2的反馈循环,抑制糖尿病环境所致的β细胞凋亡,升高凋亡相关蛋白Bcl-2/Bax比值,提高Ins2的表达,促进葡萄糖刺激的胰岛素分泌(GSIS);同时,PPARγ拮抗剂显著抑制了IL-33对β细胞的保护作用,该作用与IL-33介导的PPARγ对糖酵解的调控作用以及线粒体功能相关。此外,IL-33与STING相互作用,增加细胞线粒体基因的拷贝数,降低ROS水平。Seahorse结果显示,IL-33通过改善最大呼吸和备用呼吸能力来缓解β细胞线粒体呼吸功能障碍并提高了ATP产量。此外,转移IL-33处理后的线粒体使细胞活力明显提高,并抑制细胞的凋亡,促进GSIS。采用HFD诱导的肥胖小鼠,发现IL-33能够调节脂肪分解的关键酶ATGL和HSL的表达,同时增加交感神经元密度和β1-AR的mRNA和蛋白水平。代谢组学研究发现,IL-33诱导分化的脂肪细胞代谢谱明显不同。IL-33影响脂质代谢和能量代谢的相关途径,包括甘油磷脂代谢、脂肪消化吸收、脂肪细胞脂解调节、胆固醇代谢、甘油脂代谢、花生四烯酸代谢。IL-33呈剂量依赖性促进β1-AR表达,增加HSL Ser563磷酸化和PKA活性,以及脂滴积累。补充β1-AR抑制剂显著抑制了IL-33诱导的脂滴向线粒体的转移。通过上述的研究,全面分析了IL-33对免疫细胞、脂肪细胞、β细胞的影响机制,特别是将免疫-代谢-神经三大系统的交互作用机制引入肥胖相关代谢性疾病的研究中,深入探讨了IL-33的调控机制。
IL-33/ST2通过Tregs介导“代谢-免疫”双向调控机制治疗肥胖诱导糖尿病的研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    55万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    鲁憬莉
  • 依托单位:
IL-33/ST2介导胰腺特异性ST2+CCR2+Treg保护β细胞的作用及机制研究
  • 批准号:
    81603122
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    17.3万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    鲁憬莉
  • 依托单位:
国内基金
海外基金