糖酵解致Fascin乳酰化增强周细胞跨内皮迁移对脓毒症血管渗漏的保护作用及机制
批准号:
82102279
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:
张紫森
依托单位:
学科分类:
脓毒症
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
张紫森
中文摘要
血管渗漏是脓毒症等临床重症致多器官功能损伤甚至死亡的重要原因。我们前一国家自然基金基于周细胞对血管屏障的重要作用,发现外源性周细胞对脓毒症血管渗漏有一定改善作用,但效果不理想,其主要原因在于跨内皮迁移至目标部位的周细胞数量较少。通过预实验及文献分析推测丝状伪足蛋白Fascin的乳酰化可能增强周细胞跨内皮迁移的能力,进而提高对血管屏障功能的保护作用;其机制可能与Fascin lys241位点与乳酰基团结合,封闭其原有的泛素化降解位点,增强Fascin活性,进而促进微丝聚合成束和丝状伪足的形成有关。为此,本项目拟采用脓毒症模型,从整体、离体和细胞水平,通过蛋白组、修饰组以及基因突变等方法,研究糖酵解通过Fascin乳酰化修饰增强周细胞跨内皮迁移发挥对脓毒症血管屏障功能的保护作用,并阐明其机制。研究将为脓毒症血管渗漏防治提供新思路和措施。
英文摘要
Vascular leakage is an important cause of multiple organ function injury and even death caused by severe clinical diseases such as sepsis. Based on the important role of pericyte on vascular barrier, our previous research found that exogenous pericytes had a slight improvement on vascular leakage in sepsis, but the efficiency was not satisfactory, the main reason was that a relatively small number of pericytes migrated across the endothelium. Through pilot study and literature analysis, we hypothesize that the lactylation of Fascin in filopodia may play an important role in enhancing the capacity of pericyte transendothelial migration, thereby enhancing the protective effect of the vascular barrier function. The mechanism may be that the lactylation of Fascin on the lysine 241 residue blocks the original monoubiquitination sites, which enhances Fascin bundling activity and dynamics, and promotes the actin bundle assembly and the formation of filopodia. Based on this hypothesis, using septic shock rat model and cultured pericyte and vascular endothelial cell (VEC), proteomics and HPLC-MS/MS analysis and gene mutation method, we intend to investigate that glycolysis enhances the capacity of pericyte transendothelial migration through Fascin lactylation to play a protective role in vascular barrier function and illustrates its precise mechanism. This study will provide new ideas and measures for the treatment of vascular leakage in sepsis.
脓毒症是宿主对感染的反应失调而导致危及生命的器官功能障碍,致死率高。脓毒症所致的血管渗漏是其引发感染性休克以及器官功能障碍的重要原因。目前针对脓毒症血管功能障碍的防治措施有大量的研究,但效果不理想。因此,寻找有效的防护措施对解决严重脓毒症等临床重症血管功能障碍问题,降低脓毒症的病死率有重要意义。我们前期研究发现,外源性周细胞对脓毒症血管功能障碍有一定改善作用,但效果不理想,其主要原因在于跨内皮迁移至目标部位的周细胞数量较少。本项目拟采用脓毒症模型,从整体和离体水平,通过蛋白组、修饰组以及基因突变等方法,研究Poly(I:C)预处理的周细胞通过增强周细胞跨内皮迁移发挥对脓毒症血管功能的保护作用,并阐明其机制。研究发现,Poly(I:C)预处理的周细胞可以增加在血管上的定植数量并增强对血管功能障碍的保护作用,提高其存活率。进一步研究发现,Poly(I:C)预处理的周细胞可以增强糖酵解能力,乳酸增多,增加骨架蛋白肌成束蛋白(Fascin)的乳酰化水平,促进细胞丝状伪足的形成,增强细胞的归巢能力,最终改善脓毒症整体功能,降低机体的炎症反应。机制研究发现,Poly(I:C)预处理的周细胞可以促进Fascin蛋白共有四个位点可发生乳酰化修饰,其中lys241乳酰化修饰位点是其主要功能位点,突变其位点后其迁移能力和跨内皮迁移能力降低,对脓毒症整体动物的保护作用减弱。同时,Poly(I:C)预处理的周细胞可以增加微囊泡中Angpt1的表达量,激活PI3K/AKT途径,发挥对血管屏障功能的保护作用。另外,右美托咪定(dexmedetomidine, Dex)预处理的周细胞可通过提升抗氧化应激能力来增强对脓毒症血管屏障功能的改善作用。本项研究开创性的探索了周细胞跨内皮迁移和增强周细胞治疗效果的分子机制,为提高脓毒症血管屏障功能的治疗提供了新的线索和方向。
国内基金
海外基金