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1. Uncovering kinase cascade mechanisms that target organelles for destruction by selective autophagy编号：9450533项目类型：5R01GM121419-02单位：HARVARD UNIVERSITY
年度：2018项目金额：$295860国家：美国项目负责人：DENIC, VLADIMIR ;
宏自噬（以下称自噬）是囊泡运输通路的一个总称，它将细胞质成分导向溶酶体进行破坏。有两类自噬：非选择性和选择性。在非选择性自噬过程中，大量的细胞质被包装成专门的囊泡，称为自噬体，它与溶酶体融合以降解其包封的内容物。相比之下，在选择性自噬过程中，特异性毒性结构如泛素化蛋白聚集体被自噬受体识别，自噬受体也与新生自噬体膜相互作用以使受体靶复合物的囊泡吞噬。在最近发表的工作中，我们发现自噬受体也具有意想不到的调节作用，作为控制自噬体形成的启动的专用激酶的激活剂。这项工作很好地符合其他研究显示受体活性不是组成性的，而是直接受一般激酶控制。为了进一步了解受体功能，我们假设受体能够将选择性自噬信号从一般激酶向激酶级联传导至专用自噬激酶，以做出关于选择性自体吞噬目标的破坏的决定，其中特定目标应该被破坏，并且当该提案使用时选择性自噬过氧化物酶体（pexophagy）来构建激酶信号级联假说的案例研究。大部分拟议的工作将使用出芽酵母进行，因为这种模式生物具有容易遗传，生物化学易于处理，并且通过荧光显微镜对生物可接近的细胞进行成像。其余的工作包括在Pex自噬突变体的哺乳动物细胞中开创性的遗传筛选。我们在跟踪有关GET途径组分的机械工作方面的良好记录，最初由酵母高通量筛选确定，这将有助于指导我们从屏幕命中到新的哺乳动物pexophagy组件以及当前图片中缺少的机械学见解。后一项工作也具有直接的医学相关性，因为在某些Zellweger Spectrum患者中，过氧化物酶体可以正常形成，但被自噬降解。
2. Role of the ULK1 Complex in Autophagy
编号：9418057项目类型：5R01GM113013-04单位：SLOAN-KETTERING INST CAN RESEARCH
年度：2018项目金额：$347765国家：美国项目负责人：JIANG, XUEJUN ;
这项拟议研究的目标是了解ULK1复合物（自噬途径的一个重要上游组分）感知营养信号并将信号传递给下游自噬机制的机制。自噬是由溶酶体活性和细胞内膜运输和重组介导的分解代谢细胞过程。它的功能是降解长寿命的蛋白质和庞大的细胞器，以维持细胞稳态并在压力条件下促进生存。自噬在所有真核细胞中都是保守的，对于正常发育和细胞生长至关重要。自噬的失调涉及人类疾病，如癌症，神经退行性疾病，感染性疾病和心脏疾病。尽管许多自噬基因（ATG）已经在哺乳动物中被鉴定出来，但是如何诱导和调节自噬，以及它如何调节各种生物事件尚未完全了解。我们和其他人先前在自噬途径中将ULK1 ATG13 FIP200蛋白激酶复合物（缩写为ULK1复合物）鉴定为营养素感应激酶mTOR的直接介体。 mTOR复合物1（mTORC1）通过磷酸化蛋白激酶ULK1及其调控蛋白ATG13来抑制自噬，但机理上mTOR驱动的磷酸化如何抑制ULK1复合物的自噬活性尚不清楚。此外，尽管ULK1复合物被认为是自噬途径中最上游的成分，但新的证据表明它也在后来的自噬膜融合阶段起作用。此外，由于ULK1的蛋白激酶活性对其自噬活性至关重要，因此需要鉴定ULK1的细胞蛋白底物以了解ULK1复合物如何与下游ATG蛋白相互作用。最近，我们已经获得了一系列初步结果，为这些问题提供了见解。基于这些初步结果，在本提案中，我们将确定ULK1复合物自噬功能的分子基础：（1）定义营养调节ATG13磷酸化在调节ULK1复合物的自噬活性中的作用; （2）鉴定蛋白激酶ULK1的细胞底物并研究其潜在的自噬功能;和（3）确定ULK1复合物是否调节下游自噬膜融合，如果是，则调节基础机制。为实现这些目标，我们将采用包括传统细胞生物/生物化学方法和更先进技术（如化学遗传学，活细胞成像和基于SILAC的蛋白质组学）的方法。本研究的成功将阐明哺乳动物自噬的分子基础，这是涉及正常生理学和各种疾病的关键细胞过程。
3. Autophagy and GG-NER in UVB-induced skin cancer
编号：9418608项目类型：5R01ES024373-04单位：UNIVERSITY OF CHICAGO
年度：2018项目金额：$355500国家：美国项目负责人：HE, YU-YING ;
全球基因组核苷酸切除修复（GG NER）是用于消除由环境致癌物（包括太阳紫外线B（UVB）辐射和空气污染物）引起的庞大DNA损伤的主要DNA修复系统。功能性GG NER对于维持基因组完整性并防止皮肤，肺和脑中的肿瘤发生是必不可少的。促进GG NER可能具有很高的癌症预防和治疗潜力。虽然损伤识别和修复中的生化反应已被确定，但调控GG NER能力的分子机制仍然大部分未知。最近，我们发现了一种新的自噬促进GG NER的作用。作为降解受损或不必要的蛋白质或细胞器的分解代谢过程，自噬是具有促进和抗肿瘤作用的多效细胞存活机制。该提案的目标是确定自噬调节GG NER的机制及其对UVB诱导的皮肤肿瘤发生和肿瘤进展的影响。我们最近发表的工作和初步数据表明自噬增强GG NER与肿瘤抑制有关，值得进一步研究。因此我们推测自噬增强GG NER并因此抑制UVB诱导的皮肤肿瘤发生和肿瘤进展。为了验证我们的假设，我们提出了以下具体目标。在目标1中，我们将确定UVB诱导自噬调节Twist1的分子机制。在目标2中，我们将确定Twist1抑制XPC转录的机制。在目标3中，我们将确定小鼠中UVB诱导的皮肤肿瘤发生和肿瘤发展中自噬抑制的后果。由于我们通过最近的相关工作和试验性研究获得了广泛的专业知识，并且为拟议的实验创建了关键试剂和小鼠，因此我们的团队可以进行拟议的研究。我们提出的研究可能会大大扩展我们对GG NER调控和自噬抑制肿瘤的知识，并为开发有效肽模拟物以促进GG NER用于皮肤癌预防和干预提供新的分子见解。在皮肤中产生的碳会比任何其他器官部位都多，这很可能是由于环境的损害。此外，我们在GG NER和自噬方面的工作不仅在皮肤癌中有重要意义，而且也适用于其他肿瘤类型。
4. Endosomal Microautophagy in Drosophila
编号：9417032项目类型：5R01GM119160-02单位：ALBERT EINSTEIN COLLEGE OF MEDICINE, INC
年度：2018项目金额：$418345国家：美国项目负责人：JENNY, ANDREAS ;
果蝇中的内体微自噬适当的蛋白质和细胞器的更新对于正常的细胞功能是必不可少的。蛋白酶体和自噬清除损伤或改变的胞质蛋白。重要的是，自噬具有在饥饿等胁迫条件下为细胞提供营养的额外作用，因此对于能量平衡至关重要。肝脏是体内脂质的主要调节物之一，并在代谢中起主要作用，如糖异生，这一过程尤其依赖于饥饿或压力下细胞蛋白质自噬降解产生的氨基酸。此外，去除损伤的细胞器和聚集的蛋白质对于保护肝脏和肾脏免受年龄相关疾病是至关重要的。 Macroautophagy（MA），伴侣介导的自噬（CMA）和内体微自噬（eMI）是自噬的三种主要形式。 MA将包括细胞器在内的大量胞质区域吞入双膜囊泡（自噬体）。自噬体与溶酶体融合导致吞噬物质的降解。关于CMA和eMI的了解较少，它们主要降解含有被细胞质Hsc70识别的靶向基序（KFERQ相关序列）的蛋白质。在迄今为止仅通过生物化学和EM表征的eMI期间，含有与Hsc70结合的KFERQ的底物在依赖ESCRT机制的过程中被吸收到多泡体/晚期内涵体中并降解。以前，eMI超越哺乳动物的存在是未知的，目前还没有体内系统来研究哺乳动物eMI。因此，果蝇等模式生物的遗传能力尚未被用于研究KFERQ依赖形式的自噬。使用在转基因果蝇中表达的荧光标记的模型底物，我们开发了模型系统来研究体内饥饿诱导型eMI。使用该系统，我们将通过饥饿和其他形式的细胞应激评估eMI的生理功能和调节。此外，我们将描述我们在基因筛选中发现的eMI监管机构。
5. 2018 Autophagy in Stress, Development and Disease GRC and GRS
编号：9468586项目类型：1R13AG058372-01单位：GORDON RESEARCH CONFERENCES
年度：2018项目金额：$28780国家：美国项目负责人：HANSEN, MALENE ;
项目本提案要求部分支持将于2018年3月18日至23日在意大利Il Ciocco举办的关于自噬的戈登研究会议（GRC）和研讨会（GRS）。自噬是影响正常衰老的基本细胞稳态机制以及与衰老有关的各种主要人类疾病，如癌症，神经变性和炎症。这个GRC系列的长期和广泛的目标是促进一种综合方法来定义自噬在人类衰老和疾病背后的生理和病理过程中迅速扩大的作用。 2018 GRC和GRS的具体目标是召集30位代表自噬研究重要领域的发言人和讨论领导人，共有160多位国际参与者参加为期五天的会议。该项目将有一个来自溶酶体生物学世界领导者的主题演讲，以及8个会议，广泛地解决溶酶体生物学的最新问题，自噬体的最终目的地，以及基础生物学，选择性自噬，炎症和免疫，药物发现，老龄化相关的疾病和自噬。此外，将从中选择17个简短会谈，两个晚间海报会议将允许所有参与者为这些主题做出贡献。这个应用的意义在于自噬GRC已经成为年度系列会议的核心内容，这些会议对国际自噬学者群体（2016年诺贝尔奖获得者Ohsumi博士，他发现了分子机制）产生了批判性影响，指导和推动研究在过去的GRC自噬研讨会上，他一直受邀请发表演讲）。这些会议汇集了处于自噬领域最前沿的研究人员，为初级科学家和研究生提供了海报形式的工作机会，并与该领域的领导者交流意见，从而培育下一代自噬研究领导者。这种应用的健康相关性是自噬直接影响与衰老，神经变性，癌症，代谢紊乱，肌层发生，免疫功能和慢性炎症有关的广泛的人类健康和疾病。 GRC关于自噬的会议促进了这项研究，这将加深对正常衰老过程的了解，有助于开发治疗与年龄有关的疾病的新方法，并改善健康寿命。
6. Investigating Dendritic Cell Autophagy as a Viral Targeted Determinant of Herpetic Stromal Keratitis
编号：9468250项目类型：5F30EY026487-02单位：DARTMOUTH COLLEGE
年度：2018项目金额：$49044国家：美国项目负责人：JIANG, YIKE ;
单纯疱疹性角膜炎（HSK）是工业化国家传染性失明的主要原因。由单纯疱疹病毒1型（HSV-1）引起的眼表感染，HSK是角膜的慢性炎症，其导致新血管形成和不透明，损害视力。有趣的是，在HSK病变中很少发现HSV-1;相反，病变主要由免疫细胞如嗜中性粒细胞和CD4 T细胞浸润。然而，HSV-1诱导和操纵HSK免疫病理的机制目前尚不清楚。先前在我们实验室的工作和初步研究表明，潜伏的免疫途径，当被病毒攻击时，可能会削弱HSK。已知HSV-1抑制自噬，这是所有真核细胞通用的细胞回收过程。当HSV-1在体外感染树突细胞时，CD4T细胞的下游活化受到损害。这证实了体内发现感染了不能调节自噬的突变病毒诱导更大的CD4T细胞应答。此外，我们的初步研究表明，树突细胞自噬的遗传缺失导致体内HSK疾病的减少。总之，这些数据通过病毒控制树突细胞中的自噬将HSV-1的免疫调节功能与HSK疾病联系起来。我们的建议将检验我们的首要假设，即树突状细胞中的自噬是HSK免疫病理学的决定因素，并且是HSV-1的靶标。为了验证这一假设，我们提出以下目标：具体目标1：检测树突状细胞中自体吞噬促进HSK免疫病理学的假设。具体目标2：检测HSV-1拮抗树突状细胞中自体吞噬调节HSK疾病的假设。如果我们的假设是正确的，我们将确定一种独特的范式，其中HSV-1的免疫调节作用拮抗HSK疾病。这一研究途径可能会导致生物工程病毒蛋白，作为抗HSK疾病治疗的再利用。此外，完成这项研究建议和严格的培训计划将实现提高医师 - 科学家职业发展的更广泛目标。此奖学金将使学员能够开展基础，临床和转化研究方面的高级技能，以促进感染性眼部疾病的临床和研究兴趣的整合。
7. Dynamic regulation of autophagy in neurons during synaptic plasticity and aging
编号：9391606项目类型：5F32NS100348-02单位：UNIVERSITY OF PENNSYLVANIA
年度：2018项目金额：$59166国家：美国项目负责人：STAVOE, ANDREA ;
随着人类预期寿命的增加，神经退行性疾病已成为巨大的金融和社会负担。自噬的失调涉及神经退行性疾病，包括阿尔茨海默病，帕金森病和亨廷顿病。虽然许多研究已经阐明了自噬及其在酵母和哺乳动物细胞培养物中的细胞内稳态中的作用，但是关于神经元中的自噬的已知程度更少。自噬体生物合成已知发生在轴突的远端，最近的研究表明突触前活性调节自噬体的生物发生。我们的初步数据表明，自噬体的生物发生和通量随着年龄的增长而降低。我们的初步数据进一步表明，与年轻神经元相比，老年神经元中自噬体装配因子的动力学被破坏。我们建议发现衰老过程中自噬体生物发生，货物摄取，成熟，贩运和神经元酸化的时间动态。我们将检查年轻和老年小鼠的这些变化，并将野生型小鼠与神经退行性疾病的小鼠模型进行比较。我们的研究将帮助我们阐明衰老如何调节自噬，这将进一步了解自噬的失调如何导致严重的神经退行性疾病。同样，在衰老过程中揭示自噬体生物发生如何被调节对于开发自噬相关神经退行性疾病的治疗是重要的。
8.Characterizing the phenotype of young and old mice with disrupted vascular autophagy
编号：9406226项目类型：5R03AG052848-02单位：UNIVERSITY OF UTAH
年度：2018项目金额：$68399国家：美国项目负责人：SYMONS, JOHN DAVID;
鉴定衰老背景下EC代谢减少的具体原因是一个高度重要的问题，因此可以为干预的新治疗目标的发展获得机械的见解。在老龄小鼠的动脉中自噬被破坏，但EC自体本身对动脉功能的贡献是未知的。我们的实验将阐明受损的EC自噬对血管功能障碍的贡献。自噬是一个保守的过程，细胞应对营养和环境压力。健康老龄化是一种复杂的细胞压力。自噬在年龄相关的神经退行性疾病患者中受到抑制。这些发现刺激了研究，以确定受损的血管自噬是否损害EC NO合成和/或夸大NO的破坏。密封实验室小组已经证明EC自体吞噬本身可以将NO合成调节到功能相关的程度。我们已经表明沉默Atg3或Atg5表达如预期那样削弱剪应力诱导的自噬，但是阻止了剪切诱导的eNOS磷酸化和NO产生，并且扩大了炎症和粘附的指数。自噬抑制的两种方法都没有诱发细胞死亡或细胞凋亡。总的来说，令人信服的证据表明，EC自噬受损会影响EC的NO生物利用度。目前尚不清楚在ECs中自噬的破坏是否会损害体内或体外的血管功能，尚不清楚与衰老相关的血管自噬减少是继发于自噬体形成受损和运输至溶酶体还是继发于溶酶体功能障碍。我们的总体目标是使用我们的EC中诱导型Atg3敲低模型来确定受损EC自噬对血管功能障碍的贡献。三个实验将解决以下问题：（A）衰老诱导的血管功能下降是否可以在年轻的iecAtg3KO中重现老鼠？; （B）在年轻的iecAtg3KO小鼠中，老化诱导的血管eNOS酶功能破坏，NO生物利用度和氧化还原平衡是否可以重现？ （C）老化是否会使自噬体启动或自噬体降解失调此外，由于我们在几个自噬抑制模型中的初步发现清楚地证明了p53的激活，我们将（D）测试通过MAPK在自噬抑制的情况下翻译后修饰p53的假设破坏鼠双分钟2（Mdm2）和p53之间的相互作用，最终激活这种已知的血管老化特征。这些实验的结果将提供必要的初步数据，从中可以制定一系列未来的研究，旨在阐明受损的EC自噬和受损的NO产生/增加的NO破坏之间的机械联系。一旦发现自噬受损与NO生物利用度降低之间的联系，就可以使用新颖的功能获得程序设计和测试老龄小鼠的靶向“营救”实验。
9.IMP1 REGULATION OF AUTOPHAGY IN THE INTESTINAL EPITHELIUM
编号：9607661项目类型：7R03DK114463-02单位：CHILDREN'S HOSP OF PHILADELPHIA
年度：2017项目金额：$77321国家：美国项目负责人：HAMILTON, KATHRYN ELIZABETH;
这个R03提案直接源自我目前K01奖中的研究和职业发展活动，并代表了一个新的研究方向，这将加强我向独立性的发展。这个奖项将让我获得将遗传小鼠疾病模型与系统生物学方法相结合的额外技能，以便在与炎症性肠病和结肠直肠癌直接相关的肠和结肠中定义新自噬调节机制。这将在我的研究导师Dr. Rustgi博士的指导下实现，我的K01跨学科咨询委员会是Drs博士。 Wu（主席），Kaestner，Lengner和Lynch，以及新的合作者Premal Shah博士。自噬是一种细胞适应并在特定条件下响应压力而生存的机制。在稳态期间，自噬可以在急性损伤后的肠上皮中得到保护，这是最近由克隆氏病患者描述缺陷性自噬的研究所强调的。通过RNA结合蛋白（RBP）（包括IMP1（IGF2mRNA结合蛋白1 = IMP1））的肠上皮细胞稳态的转录后调节代表了通过调节靶转录物剪接，稳定性，定位的关键的急性基因表达控制层和翻译。我们的初步数据表明在肠上皮细胞（IEC） - 特异性缺失Imp1（Imp1ΔIEC）的小鼠的自噬途径中的表型和功能改变，其中自体吞噬通量在稳态期间增强。 Imp1ΔIEC小鼠在损伤后表现出增强的再生，这可以通过自噬抑制来逆转。 RNP免疫沉淀（RIP）分析揭示了先前未知的IMP1结合的特异性自噬转录物。这些数据支持IMP1可能通过直接生化结合正常抑制肠上皮细胞自噬的科学前提。尽管IMP1与自噬之间存在这些功能联系，但仍然存在未知是否IMP1高表达直接下调自噬和这是否有助于克罗恩病人的疾病表型。 因此，我们将测试肠上皮IMP1直接抑制自噬和促进炎症诱导损伤的易感性的假说。 具体而言，我们将利用我们新产生的小鼠模型，其中Imp1在肠和结肠上皮（ImplOE，OE =过度表达）中有条件地过表达，结合靶向和不偏倚的方法（RNA测序和核糖体分析）以剖析自噬的直接机制 由IMP1进行监管。 这些研究（通过未来NIH R01资助实现）的长期目标是通过调节RNA结合蛋白来了解基础肠上皮生物学，并评估IMP1作为增强自噬缺陷患者自噬的新靶点（包括 克罗恩病）。
10.Crosstalk between Brassinosteroid and autophagy pathways in the regulation of plant growth and stress responses
编号：9403264项目类型：5R01GM120316-02单位：IOWA STATE UNIVERSITY
年度：2018项目金额：$274894国家：美国项目负责人：BASSHAM, DIANE C; WALLEY, JUSTIN WILLIAM; YIN, YANHAI (contact);
这个项目的目标是确定拟南芥是如何协调生长，发育和胁迫反应的，拟南芥是一种具有广泛遗传，基因组和蛋白质组学资源的模式植物。这将通过详细的机制研究来完成，这些研究将提供对真核生物间保守的基本生物学过程，类固醇激素信号传导和自噬的见解。油菜素内酯（BRs）是促进生长的植物类固醇激素。植物和动物都会发生自噬，以降解细胞器和蛋白质，特别是在压力条件下。我们的初步工作已经建立了BR和自噬途径之间的几个相互作用点。首先，介导BR反应的转录因子BES1通过泛素受体DSK2介导的选择性自噬被降解。此外，BR2信号通路中的负调节因子BIN2磷酸化DSK2增加了DSK2与ATG8之间的相互作用，导致BES1降解。其次，TOR是自噬的负调控因子，是BR介导的生长所必需的，BRs可能通过BIN2与TOR的相互作用抑制自噬。我们假设BR和自噬途径通过多种机制相互串扰以协调植物生长和应激反应：（a）在被BIN2磷酸化后，DSK2充当BES1的磷酸调节的自噬受体，并且因此BES1泛素化通过选择性自噬导致其降解。这反过来减缓了压力条件下的植物生长; （b）BRs调节TOR以通过BIN2磷酸化TOR促进生长并抑制自噬。为了验证和扩展这些假设，我们提出了以下两个具体目标：（1）建立选择性自噬受体DSK2和E3泛素连接酶BAF1和BAR1通过自噬介导BES1降解的功能; （2）通过BIN2确定BR调控TOR的机制，以及该调控对正常和不活动的生长和自噬的影响压力条件。这些研究将利用拟南芥中的遗传和基因组资源，并利用尖端蛋白质组学研究各个蛋白质和蛋白质组水平上的遍在蛋白化和磷酸化。这些创新的方法不仅可以揭示类固醇信号传导和蛋白质降解途径之间串扰的具体机制，而且还可以为整个真核生物的生长和胁迫反应提供转化的概念和信息。例如，自噬涉及许多人类疾病，包括神经退行性疾病（例如肌萎缩侧索硬化症，帕金森病和亨廷顿病）和癌症。此外，自噬引起的BES1降解使人联想到WNT信号中的β-catenin和缺氧反应中的HIF2α，它们在动物和人类的生长，发育，应激反应和疾病中发挥重要作用。因此，所提出的研究可以提供有关人类健康过程的重要见解。