 |
Az adenozin szerepe az alternatív makrofág aktiváció szabályozásában
|
súgó 
nyomtatás 
|
Ezen az oldalon az NKFI Elektronikus Pályázatkezelő Rendszerében nyilvánosságra hozott projektjeit tekintheti meg.
vissza »
|
| |
Projekt adatai |
|
|
| azonosító |
109178 |
| típus |
K |
| Vezető kutató |
Haskó György |
| magyar cím |
Az adenozin szerepe az alternatív makrofág aktiváció szabályozásában |
| Angol cím |
Role of adenosine in regulating alternative macrophage activation |
| magyar kulcsszavak |
gyulladás, immunválasz, allergia, bélférgek, rák |
| angol kulcsszavak |
inflammation, immune response, allergy, intestinal worms, cancer |
| megadott besorolás |
| Kísérletes gyógyszertan, gyógyszerkutatás (Orvosi és Biológiai Tudományok Kollégiuma) | 70 % | | Általános biokémia és anyagcsere (Orvosi és Biológiai Tudományok Kollégiuma) | 30 % | | Ortelius tudományág: Molekuláris biológia |
|
| zsűri |
Immun-, Tumor- és Mikrobiológia |
| Kutatóhely |
ÁOK Orvosi Vegytani Intézet (Debreceni Egyetem) |
| résztvevők |
Cseri Karolina
Kókai Endre
Szabó Ildikó
Törő Gábor
|
| projekt kezdete |
2013-09-01 |
| projekt vége |
2017-08-31 |
| aktuális összeg (MFt) |
32.000 |
| FTE (kutatóév egyenérték) |
4.88 |
| állapot |
lezárult projekt |
magyar összefoglaló A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
Nemrégiben kimutatták, hogy azok a makrofágok, melyek a T helper (Th)2-típusú immunválasz során aktiválódnak, eltérő fenotípust mutatnak a jól ismert klasszikus úton aktivált makrofágoktól, melyek a Th1-típusú immunválasz folyamán stimulálódnak. Azokat a makrofágokat, amelyek a Th2-típusú immunválasz során interleukin-4 és interleukin-13 által stimulálódnak, alternatív úton aktivált makrofágoknak (aaMϕ) nevezik, és megfigyelték bélféreg fertőzés, asztma és daganatos megbetegedések során is. Nemrégiben kimutattuk, hogy a purin nukleozid adenozin, ami egy extracelluláris hírvivő molekula és szabályozza a szöveti homeosztázist, a sejtfelszíni adenozin receptorok aktiválása által fokozza az alternatív makrofág aktivációt. Az adenozin jellemzően növelte az argináz-1, a szöveti inhibitor metalloproteináz-1 és a makrofág galaktóz C-típusú lektin-1 expresszióját, melyek az alternatív aktivált makrofágok markerei. Előzetes eredményeink megerősítése és kiterjesztése érdekében két célkitűzést fogalmaztunk meg. Elsőként szeretnénk tisztázni a négy ismert adenozin receptor, az A1, A2A, A2B és A3 relatív fontosságát az alternatív makrofág aktiváció szabályozásában. Ehhez farmakológiai megközelítést, illetve adenozin receptor deficiens egereket fogunk használni. Második célkitűzésünk azoknak az intracelluláris jelátviteli útvonalaknak a felderítése, amelyek az adenozin alternatív makrofág aktivációra kifejtett stimuláló hatását közvetítik. Az itt javasolt tanulmányok közvetlenül kapcsolódnak a humán betegségekhez, és talán újabb gyógymódok bevezetéséhez vezethetnek a féregfertőzés, az asztma és a daganatos betegségek kezelésében.
Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
Előzetes eredményeink szerint többféle adenozin receptor (AR) is szerepet játszhat az adenozin hatásának közvetítésében aaMϕ aktiváció során. Az aktiváció mediálásában a következő transzkripciós faktorok vehetnek részt: CCAAT-enhancer-binding protein (C/EBP)β, peroxiszóma proliferátor-aktivált receptor (PPAR)γ, interferon regulátor faktor (IRF)4. Erre alapozva hipotézisünk az, hogy az adenozin hatását az aaMϕ aktivációra meghatározott adenozin receptorok és transzkripciós faktorok közvetítik. Célkitűzéseink a következők:
Cél 1: Tisztázni szeretnénk az A1, A2A, A2B és A3 adenozin receptorok relatív jelentőségét az aaMϕ aktivációban. Megvizsgáliuk, hogy mely adenozin receptorok szabályozzák az argináz-1, TIMP-1 és mgl-1 expresszióját. Farmakológiai megközelítést és AR deficiens egereket használva meghatározzuk az egyes adenozin receptorok szerepét. Az adenozin receptorok expressziójának változásait is vizsgáljuk az aaMϕ aktiváció során azért, hogy betekintést nyerjünk az AR rendszernek az aaMϕ aktiváció folyamatának szabályozásában betöltött szerepébe.
Cél 2: Meghatározzuk azokat a jelátviteli útvonalakat, melyek az adenozinnak az aaMϕ aktivációra kifejtett serkentő hatását közvetítik. Ezekkel a vizsgálatokkal szeretnénk felfedni a C/EBPβ három izofomájának (LAP*, LAP, LIP) relatív jelentőségét az adenozin hatásának közvetítésében aaMϕ aktiváció során. Kromatin immunprecipitáció (ChIP) és luciferáz assay segítségével megvizsgáljuk, hogy az adenozin fokozza-e a C/EBPβ kötődését az argináz-1 promóterhez. PPARγ és IRF4 deficiens makrofágok létrehozásával tisztázzuk ezen transzkripciós faktorok pontos szerepét az adenozin aaMϕ aktivációra kifejtett hatásának közvetítésében.
Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
Míg a klasszikus úton aktivált makrofágok az akut gyulladás korai szakaszában főként a szöveti károsodáshoz járulnak hozzá a proinflammatórikus citokinek és szabadgyökök szekréciója által, addig az alternatív úton aktivált makrofágoknak (aaMϕ) a gyulladásos folyamatok gátlásában van szerepük. Az argináz-1 mediált kollagén termelés és az inzulin szerű növekedési faktor 1 termelés révén, valamint azáltal, hogy hozzájárulnak a sejttörmelékek scavenger receptorokon keresztüli eltávolításához, fontos közvetítő szerepük van a sebgyógyulás elősegítésében. Az aaMϕ-ok szerepe az immunszabályozásban, védekezésben és szöveti helyreállításban azzal a ténnyel is alátámasztható, miszerint nagy számban vannak jelen a természetes módon immunszupresszált szövetekben, például a placentában, tüdőben, és egyéb immunprivilégizált helyeken. Egyre több a bizonyíték arra vonatkozóan, hogy az aaMϕ-ok fontos szerepet játszanak a gazdaszervezet metazoon parazitákkal szembeni védekezésében, valamint fontos szerepük lehet a kettes típusú immunválasz elindításában és fenntartásában is. Ezzel szemben az is felmerült, hogy az IL-4 és IL-13 által aktivált aaMϕ-ok asztma és COPD során jelentős mértékben hozzájárulnak a légutak szöveteinek átalakulásához és tüdő fibrózishoz, ami tüdő diszfunkcióhoz vezet. Ezen felül az aaMϕ-okat a tumorsejtek képesek kihasználni abból a célból, hogy elnyomják az anti-tumor T sejt választ, és elősegítsék a tumor angiogenezist. Ezekre a megfigyelésekre alapozva felmerült, hogy az aaMϕ-ok lehetséges terápiás célpontjai lehetnének számos betegségnek, mint például a parazita fertőzések, a sebgyógyulás, asztma és a daganatos betegségek. Ha megismernénk, hogy az adenozin receptorok milyen módon befolyásolják az alternatív makrofág aktivációt és a kettes típusú immunválaszt, az nagy klinikai jelentőséggel bírna az ilyen betegségekben szenvedő páciensek kezelésében. Mivel rendelkezésre állnak különböző adenozin receptor agonisták és antagonisták, a jövőben képesek lehetünk befolyásolni az alternatív makrofág aktivációt és a kettes típusú immunválaszt attól függően, hogy fokozni akarjuk-e annak szintjét, például parazita fertőzés során, vagy pedig csökkenteni mint például asztma és daganatos betegségek esetében.
A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
Az alternatív úton aktivált makrofágok terápiás célpontjai lehetnek különböző betegségeknek, mint például a parazitafertőzés, asztma, rák és a csökkent sebgyógyulás. A pályázó olyan előzetes adatokkal rendelkezik, melyek azt mutatják, hogy az adenozin molekula, ami az immunsejtek specifikus részéhez kötődik (ezek az ún. adenozin receptorok), befolyásolni képes az alternatív úton aktivált makrofágok működését. Az adenozin receptorok farmakológiai stimulálása illetve gátlása által módosítva az alternatív úton aktivált makrofágok működését, lehetőség adódik a különböző betegségek, mint például a parazita fertőzés, asztma, a rák és a csökkent sebgyógyulás hatékonyabb kezelésére.
| angol összefoglaló Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
Macrophages activated during T helper (Th2)-type responses have been recently shown to exhibit a different phenotype from the well-characterized classically activated macrophages that are stimulated during Th1-type responses. These macrophages that are stimulated during Th2-type immune responses by interleukin-4 and interleukin-13 are termed alternatively activated macrophages (aaMϕ) and are observed in helminth infections, asthma, and cancer. We have recently discovered that the purine nucleoside adenosine, which is an extracellular signaling molecule that regulates tissue homeostasis, augments alternative macrophage activation by activating cell surface adenosine receptors (ARs). Specifically, adenosine increased expression of the aaMϕ markers arginase-1, tissue inhibitor of metalloproteinases (TIMP)-1, and macrophage galactose-type C-type lectin (mgl-1). We propose two aims to confirm and expand on our preliminary findings. In the first aim, we will elucidate the relative importance of the four known ARs, A1, A2A, A2B and A3, in regulating the activation of aaMϕ in vitro using pharmacological approaches and AR deficient mice. The second aim is to elucidate the intracellular molecular pathways that mediate the stimulatory effect of adenosine on the activation of aaMϕ. The studies proposed here are directly relevant to human disease and may lead to the rapid development of new therapies for the treatment of helminthic disease, asthma, and cancer.
What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
Our preliminary studies indicate that various ARs may be involved in mediating the stimulatory effect of adenosine on aaMϕ activation and that the stimulatory effect of AR activation on aaMϕ function is mediated by the transcription factors CCAAT-enhancer-binding protein (C/EBP)β, peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR)γ, interferon regulatory factor (IRF)4. Thus, we hypothesize that the activation of particular ARs and transcription factors mediates the stimulatory effect of adenosine on aaMϕ function. We propose the following Specific Aims:
Aim 1: Elucidate the relative importance of A1, A2A, A2B and A3 ARs in regulating the activation of aaMϕ: These experiments will investigate, which ARs regulate the expression of arginase-1, TIMP-1, and mgl-1. Pharmacological approaches and AR-deficient mice will be used to address the role of the particular ARs. Changes in AR expression during aaMϕ development will also be explored to gain insight into the dynamic role of the AR system in regulating aaMϕ development.
Aim 2: Elucidate the intracellular signaling pathways that mediate the stimulatory effect of adenosine on aaMϕ: These studies will ascertain the relative importance of the 3 C/EBPβ isoforms, LAP*, LAP, and LIP, in mediating the stimulatory effect of adenosine on aaMϕ activation. We will also study whether adenosine increases the recruitment of C/EBPβ to the arg-1 promoter by using chromatin immunoprecipitation (ChIP) and luciferase assays. We will define the role of PPARγ and IRF4 in mediating the effect of adenosine on aaMϕ activation by generating PPARγ- and IRF4-deficient macrophages using the cre-lox technology, gene silencing, ChIP and luciferase assay.
What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
While classically activated macrophages are major contributors to tissue damage during the early stages of acute inflammation by secreting proinflammatory free radicals and cytokines, aaMϕ contribute to the control of inflammation and can mediate enhanced wound healing through arginase-1-mediated production of collagen and insulin-like growth factor 1, and by contributing to the clearance of cellular debris through scavenger receptors. The immunoregulatory/protective/tissue restorative, rather than tissue damaging, role of aaMϕ is also exemplified by the fact that they are abundant in healthy tissues that are associated with naturally immune suppressed states, such as placenta, lung, and other immune privileged sites. There is also emerging evidence that aaMϕ are also important for host protection against metazoan parasites and that they may play an important role in initiating and sustaining type 2 immune responses. In contrast, it has been proposed that aaMϕ activated by IL-4 and IL-13 during asthma and chronic obstructive pulmonary disease contribute significantly to airway remodeling and lung fibrosis leading to lung dysfunction. Additionally, aaMϕ have been also shown to be hijacked by tumor cells to function as suppressors of anti-tumor T cell responses and stimulators of tumor angiogenesis. Based on these observations, aaMϕ have been proposed as an emerging therapeutic target for a variety of disease states, such as parasite infection, wound healing, asthma, and cancer. Exploring the regulation of aaMϕ function and the associated type 2 immune response by adenosine receptors can have great clinical significance for the treatment of patients suffering from parasitic disease, asthma, and cancer. Because both agonist and antagonists of the various ARs are available, in the future we will be able to tailor aaMϕ activation and type 2 immune responses according to whether we want to increase them, as for example in helminthic diseases or to decrease them, as in asthma and cancer.
Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
Alternatively activated macrophages have been proposed as an emerging therapeutic target for a variety of disease states, such as parasite infection, asthma, cancer and impaired wound healing. The applicant has obtained preliminary data, which show that adenosine, a molecule that binds to a specific part on the surface of inflammatory/immune cells (this specific part is the so-called adenosine receptor), can affect the function of alternatively activated macrophages. Modulating alternatively activated macrophage function using pharmacological adenosine receptor stimulation/inhibition has great potential for improved treatment for parasitic disease, asthma, cancer and impaired wound healing.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
