猪链球菌烯醇化酶干扰核糖体蛋白SA在脂筏区的定位并诱导脑微血管内皮细胞凋亡的机制研究
批准号:
32072823
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
雷连成
依托单位:
学科分类:
兽医细菌及其他微生物学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
雷连成
中文摘要
核糖体蛋白SA(RPSA)是近年来发现参与致病的重要宿主蛋白,目前证实脑膜炎细菌通过与RPSA结合进入细胞并穿越血脑屏障而致病。本课题组前期研究却发现脑膜炎型猪链球菌2型(SS2)菌株并不通过RPSA进入细胞,而是依靠其毒力因子烯醇化酶(Eno)干扰猪脑微血管内皮细胞(BMEC)膜表面RPSA在脂筏的正常定位,诱导细胞凋亡从而破坏血脑屏障的完整性,促进细菌入脑。目前尚无RPSA介导病原相关的凋亡现象和机制的报道。本项目拟以Eno和BMEC互作模型为研究平台,采用免疫荧光、冷冻电镜、基因编辑技术和RPSA条件性缺失鼠,系统研究Eno刺激下RPSA 的表达定位、修饰、脂筏结合特征、凋亡相关分子及信号的活化与功能,深入揭示Eno干扰RPSA在脂筏的定位并诱导细胞凋亡的调控机制。这一研究成果有助于推动链球菌脑膜炎的深入研究,增加对病原性凋亡新的认知,并为广泛揭示RPSA相关的病理作用提供借鉴。
英文摘要
Ribosomal protein SA (rPSA) is an important host protein that has been found to be involved in the pathogenesis in recent years. At present, it has been confirmed that meningitis bacteria can cause disease by combining with RPSA into cells and crossing the blood-brain barrier (BBB). However, the previous study of our group found that S.suis type 2 (SS2) strain caused meningitis did not enter the brain through RPSA, but relied on its virulence factor enolase (Eno) to interfere with the normal location of RPSA on the membrane surface of porcine brain microvascular endothelial cells (BMEC) in the lipid raft, inducing cell apoptosis, thus destroying the integrity of blood-brain barrier and promoting bacteria to enter the brain. At present, there is no RPSA mediated apoptosis phenomenon and mechanism. In this project, the interaction model of Eno and BMEC is used as the research platform, we will systematically study the expression and location of RPSA of BMEC, the relationship change and binding proteins of RPSA and lipid rafts, and activation of apoptosis related molecules and signals with the technologies of immunofluorescence, frozen electron microscopy, gene editing technology and RPSA conditionally deficient mice when BMECs are stimulated with Eno protein. Then we are going to explore deeply the mechanism of RPSA mediating apoptosis through its location out of lipid raft by SS2 Eno interference. This research is helpful to promote the in-depth study of streptococcal meningitis, increase the new cognition of pathogenic apoptosis, and provide reference for widely revealing the related pathological functions of RPSA.
猪链球菌烯醇化酶(ENO)与宿主脑微血管内皮细胞(HCMECs)核糖体蛋白(RPSA)结合导致细胞凋亡,破坏血脑屏障完整性,诱发脑膜炎。ENO驱动RPSA从胞浆异位于细胞膜且偏离脂筏定位是决定ENO诱导细胞凋亡的关键,但其机制尚不清楚。本项目采用转录组学、质谱测序、免疫荧光检测、Western blot和生物信息学技术等,针对RPSA异位和脂筏的关系开展研究,取得以下结果:1.解析了ENO干扰HCMECs的RPSA表达、定位路径。证实ENO可导致HCMECs中的RPSA表达升高,并从内质网、高尔基体向胞膜的脂筏转运,部分RPSA还可向胞外分泌。2.揭示了RPSA异位移向胞膜的分子机制。在ENO刺激下细胞线粒体产生应激,释放大量钙离子进入胞浆,RPSA的C端IDR基序,特别是其中的碱性氨基酸,在电荷作用下促进RPSA形成二聚体,发生液-液相分离形成多分子凝聚物,迁移至细胞膜表面聚集。3.确证波形蛋白(VIM)是ENO促使RPSA从HCMECs胞质移至胞膜的关键参与蛋白。抗体封闭定位于细胞膜的RPSA和VIM复合物,或干扰细胞内RPSA和VIM的蛋白表达,都能够显著抑制胞内钙离子水平,抑制凋亡。4.发现小窝蛋白(CAV1)反向调节RPSA在脂筏的定位。ENO刺激细胞RPSA移向胞膜,CAV1、RPSA和ENO形成ENO-RPSA-CAV1复合物,CAV1表达量越高,ENO和CAV1对RPSA的结合越多,CAV1和RPSA在脂筏的分布就越少,脂筏的完整性受到破坏,诱导细胞凋亡;另外ENO使线粒受损后也会释放HSPD1进入胞浆与β-actin结合,促进凋亡。总而言之,ENO刺激下线粒体释放钙离子,通过RPSA的IDR结构与VIM结合,迁移至细胞膜,进一步形成ENO-RPSA-VIM-CAV1复合体,破坏了脂筏结构导致细胞凋亡;同时使HSPD1进入胞浆加剧细胞凋亡。该机制经小鼠和仔猪感染实验得到了确证。
猪气管上皮细胞外泌体miRNA保护猪肺泡巨噬细胞免受胸膜肺炎放线杆菌攻击死亡的机制研究
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:54万元
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批准年份:2022
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负责人:雷连成
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依托单位:
IFN-gamma 诱导奶牛乳腺上皮细胞精氨酸耗竭的分子机制
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批准号:31772715
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项目类别:面上项目
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资助金额:61.0万元
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批准年份:2017
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负责人:雷连成
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依托单位:
Apa在猪胸膜肺炎放线杆菌感染肺巨噬细胞中的作用与机制研究
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批准号:31372447
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2013
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负责人:雷连成
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依托单位:
痤疮丙酸杆菌预防胸膜肺炎放线杆菌感染的体液免疫机制
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批准号:31172351
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项目类别:面上项目
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资助金额:62.0万元
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批准年份:2011
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负责人:雷连成
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依托单位:
猪胸膜肺炎放线杆菌三聚体自转运黏附素缺失突变株构建及其致病性比较研究
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批准号:31072133
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项目类别:面上项目
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资助金额:34.0万元
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批准年份:2010
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负责人:雷连成
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依托单位:
猪胸膜肺炎放线杆菌血清型特异的疫苗候选基因筛选
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批准号:30870089
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项目类别:面上项目
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资助金额:8.0万元
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批准年份:2008
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负责人:雷连成
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依托单位:
国内基金
海外基金