Biophysical and genetic mechanisms underlying diaphragm morphogenesis and Congenital Diaphragmatic Hernias

膈肌形态发生和先天性膈疝的生物物理和遗传机制

基本信息

  • 批准号:
    10224292
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 13.39万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-08-01 至 2023-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary The diaphragm is a critical skeletal muscle that separates the thoracic from the abdominal cavity and drives the inspiration phase respiration. Defects in diaphragm development cause congenital diaphragmatic hernias (CDH), a common structural birth defect (1 in 3,000 births) where abdominal contents herniate into the thorax, obstructing lung development and leading to 50% neonatal mortality. Despite the functional significance of the diaphragm and the prevalence of CDH, the biophysical properties underlying hernia formation and the contribution of extracellular matrix (ECM) to the structural integrity of the diaphragm is largely unexplored. This proposal will test the hypothesis that defects in ECM organization lead to alterations in connective tissue stiffness associated with hernias (Aim 1), determine whether connective tissue fibroblasts are a critical source of ECM (Aim 2), and identify ECM components regulated by the transcription factor GATA4, a gene strongly associated with CDH (Aim 3). My recent work has demonstrated how mutations in key regulators of muscle progenitor migration lead to a diaphragm with partial muscle, where regions of connective tissue lack muscle but critically do not herniate. By directly comparing herniated connective tissue (using a previously established model of CDH) to amuscular regions that maintain their structural integrity, I will investigate biomechanical properties as well as ECM composition and organization associated with tensile strength in the diaphragm. This research will identify the embryonic source of key ECM components (K99), clarify how collagen and elastin crosslinking impacts tissue mechanics in the diaphragm (K99, R00) and characterize therapeutic candidates affecting stiffness of diaphragm connective tissue fibroblasts (R00). The proposed experiments will provide me with valuable training in mouse genetics, atomic force microscopy, and mass spectrometry. Under the mentorship of Dr. Gabrielle Kardon, I will gain the experience and training necessary to transition to an independent academic position. To further my career development, I will present my research at conferences, mentor students, attend relevant courses, and publish my findings. My assembled K99 mentorship committee, composed of Drs. Jeff Weiss, Vladimir Hlady, Kirk Hansen, Benoit Bruneau and Kristen Kwan, will provide the necessary expertise to perform biophysical measurements in cells and ex vivo tissues, incorporate these measurements into finite element models of the diaphragm, characterize the ECM profile of diaphragm connective tissue with quantitative precision, and analyze the GATA4 transcriptional network in the developing diaphragm. The Pathway to Independence Award will enable me to pursue an ambitious research program investigating ECM regulation of connective tissue structural integrity in musculoskeletal development.
项目摘要 隔膜是一种关键的骨骼肌,将胸腔与腹腔分开并驱动 灵感阶段呼吸。隔膜发育的缺陷导致先天性diaphragmatragmatic Hernias (CDH),一种常见的结构性先天缺陷(3,000个出生),腹部含有腹部丘脑的胸腔, 阻塞肺发育并导致50%的新生儿死亡率。尽管功能意义 diaphragm和CDH的患病率,疝气形成的生物物理特性和 细胞外基质(ECM)对隔膜结构完整性的贡献在很大程度上没有探索。这 提案将检验以下假设:ECM组织中的缺陷导致结缔组织的改变 与疝气相关的刚度(AIM 1),确定结缔组织成纤维细胞是否是关键来源 ECM的(AIM 2),并识别由转录因子GATA4调节的ECM组件,一种基因强烈 与CDH相关(AIM 3)。我最近的工作证明了主要肌肉关键调节器中的突变是如何的 祖细胞迁移导致隔膜具有部分肌肉,结缔组织的区域缺乏肌肉 但是批判性地不疝。通过直接比较椎间盘突出的结缔组织(使用先前建立的 CDH的模型)到保持其结构完整性的娱乐区域,我将研究生物力学 diaphragm中与拉伸强度相关的特性以及ECM组成和组织。 这项研究将确定关键ECM组件的胚胎来源(K99),阐明胶原蛋白和如何 弹性蛋白交联会影响隔膜中的组织力学(K99,R00),并表征治疗 影响隔膜结缔组织成纤维细胞(R00)刚度的候选者。提出的实验将 为我提供小鼠遗传学,原子力显微镜和质谱法的宝贵训练。在下面 加布里埃尔·卡尔登(Gabrielle Kardon)博士的指导,我将获得过渡到过渡到的经验和培训 独立的学术职位。为了进一步发展我的职业发展,我将在会议上介绍我的研究, 指导学生,参加相关课程并发布我的发现。我组装的K99指导委员会, 由Drs组成。杰夫·魏斯(Jeff Weiss),弗拉基米尔·赫拉迪(Vladimir Hlady),柯克·汉森(Kirk Hansen),贝努瓦·布鲁诺(Benoit Bruneau)和克里斯汀·夸(Kristen Kwan)将提供 在细胞和离体组织中执行生物物理测量的必要专业知识,将其结合在一起 测量隔膜的有限元模型,表征了隔膜的ECM曲线 结缔组织具有定量精度,并分析发育中的GATA4转录网络 膜片。获得独立奖的途径将使我能够追求雄心勃勃的研究计划 研究结缔组织结构完整性在肌肉骨骼发育中的结缔组织结构完整性。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Elizabeth Marie Sefton其他文献

Elizabeth Marie Sefton的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Elizabeth Marie Sefton', 18)}}的其他基金

Biophysical and genetic mechanisms underlying diaphragm morphogenesis and Congenital Diaphragmatic Hernias
膈肌形态发生和先天性膈疝的生物物理和遗传机制
  • 批准号:
    10649889
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 13.39万
  • 项目类别:
The role of connective tissue in regulating muscularization and innervation of the diaphragm
结缔组织在调节膈肌肌肉化和神经支配中的作用
  • 批准号:
    9542656
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 13.39万
  • 项目类别:
The role of connective tissue in regulating muscularization and innervation of the diaphragm
结缔组织在调节膈肌肌肉化和神经支配中的作用
  • 批准号:
    9754651
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 13.39万
  • 项目类别:

相似国自然基金

ADSCs,ADSCs-CM和ADSCs-ES干预对小型猪腹腔镜微创肝损伤修复微环境影响的研究
  • 批准号:
    31972757
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    57 万元
  • 项目类别:
    面上项目
调节性T细胞影响中性粒细胞迁移参与腹腔感染天然免疫反应调节的机制研究
  • 批准号:
    81871546
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
子宫内膜来源的外泌体通过影响腹腔免疫微环境促进子宫内膜异位病灶形成的分子机制
  • 批准号:
    81873826
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    57.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
HRS和ADSCs干预对小型猪腹腔镜微创肝损伤修复微环境影响的研究
  • 批准号:
    31772807
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    59.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Th9细胞及其免疫微环境对恶性腹腔积液的影响机制
  • 批准号:
    31360221
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    46.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似海外基金

Biodegradable elastic patches for congenital diaphragmatic hernia treatment
用于治疗先天性膈疝的可生物降解弹性补片
  • 批准号:
    10353597
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 13.39万
  • 项目类别:
Biodegradable elastic patches for congenital diaphragmatic hernia treatment
用于治疗先天性膈疝的可生物降解弹性补片
  • 批准号:
    10667413
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 13.39万
  • 项目类别:
R01EB025247: Development and Validation of a Virtual Laparoscopic Hiatal Hernia Simulator (VLaHHS)
R01EB025247:虚拟腹腔镜食管裂孔疝模拟器 (VLaHHS) 的开发和验证
  • 批准号:
    10438480
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 13.39万
  • 项目类别:
Frailty, Strength, and Mobility in Older Hernia Patients: A Novel Abdominal Wall Physical Therapy Program
老年疝气患者的虚弱、力量和活动能力:一种新颖的腹壁物理治疗方案
  • 批准号:
    10302868
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 13.39万
  • 项目类别:
R01EB025247: Development and Validation of a Virtual Laparoscopic Hiatal Hernia Simulator (VLaHHS)
R01EB025247:虚拟腹腔镜食管裂孔疝模拟器 (VLaHHS) 的开发和验证
  • 批准号:
    10454303
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 13.39万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了