Molecular Mechanisms of Glaucoma

青光眼的分子机制

基本信息

项目摘要

SUMMARY Glaucoma is a group of optic neuropathies characterized by slow, progressive loss of retinal ganglion cells (RGCs), optic nerve degeneration and as a consequence, vision loss. It has been estimated that more than 70 million people are currently affected by glaucoma with approximately 10% being bilaterally blind, making it the leading cause of irreversible blindness in the world. Several glaucoma categories exist, but in United States, most of the cases are primary open-angle glaucoma (POAG), a variant particularly prevalent amongst African Americans. POAG is recognized as a complex disease in which multiple genetic and environmental factors interact. The two leading risk factors, increase intraocular pressure (IOP) and age are related to the extent and rate of RGC loss. Recent advances in genomics have allowed researchers to describe genetic association between the risk of glaucoma and specific genomic loci. Nevertheless, despite years of research, the molecular basis of glaucoma is poorly understood and the factors contributing to its progression have not been fully characterized. In our recent work, we have used a mouse model to study the molecular impact of Six6 risk variant in development of glaucoma and in RGC death. We observed that upon increased IOP, expression of Six6 increases and directly regulates the expression of p16Ink4a, leading to enhanced senescence in RGCs and most likely directly causing RGC death. The gene encoding p16INK4a, CDKN2A, lies within the tumor suppressor locus on human chromosome 9p21. This locus has been independently identified by several groups to have the highest association with POAG in different population samples. Gene regulation within the 9p21 locus has been extensively studied in many laboratories; however, a molecular analysis has never been performed specifically in relation to glaucoma. Mouse Six6 harbors His at position 141 and therefore is ideal to investigate the molecular role of this variant in glaucoma. However, due to the lack of non-risk variant in mouse strains, it is not possible to study the contribution of both variants on RGC development and degeneration in a mouse model. Here, we propose to use CRISPR/Cas9 technology to engineer mice harboring human non-risk variant of SIX6 to study the impact of each variant in pathogenesis of glaucoma. We will use state-of-the art molecular and cellular technologies to study retinal development and RGC degeneration upon elevated intraocular pressure as a function of the particular variant of SIX6. In addition, we will investigate the molecular mechanisms of p16Ink4a upregulation in the etiology of the disease using transcriptomic and epigenomic approaches, and we will propose the methodology to downregulate its expression in the eye. The proposed combination of approaches will move forward the general understanding of the etiology of glaucoma and provide the molecular basis for development of novel, personalized, therapeutic strategies to improve the quality of life for glaucoma patients.
概括 青光眼是一组视神经病变,其特征是视网膜神经节细胞缓慢、进行性丧失 (RGC)、视神经变性,从而导致视力丧失。据估计,超过70 目前有 100 万人受到青光眼的影响,其中约 10% 双眼失明,这使其成为 世界上不可逆转失明的主要原因。存在多种青光眼类别,但在美国, 大多数病例是原发性开角型青光眼(POAG),这是一种在非洲人中特别流行的变种 美国人。 POAG 被认为是一种复杂的疾病,其中多种遗传和环境因素共同作用。 相互影响。眼压 (IOP) 升高和年龄这两个主要危险因素与眼压升高的程度和年龄有关。 RGC 损失率。基因组学的最新进展使研究人员能够描述遗传关联 青光眼风险与特定基因组位点之间的关系。然而,尽管经过多年的研究,分子 对青光眼的基础了解甚少,导致其进展的因素尚未完全清楚 特点。在我们最近的工作中,我们使用小鼠模型来研究 Six6 风险的分子影响 青光眼发展和 RGC 死亡的变异。我们观察到,随着眼压的增加, Six6 增加并直接调节 p16Ink4a 的表达,导致 RGC 衰老增强 并且很可能直接导致 RGC 死亡。编码 p16INK4a、CDKN2A 的基因位于肿瘤内 人类染色体 9p21 上的抑制基因座。该位点已被多个小组独立鉴定 在不同人群样本中与 POAG 具有最高的关联性。 9p21 内的基因调控 许多实验室已对基因座进行了广泛的研究;然而,分子分析从未 专门针对青光眼进行。 Mouse Six6 在位置 141 处含有 His,因此非常适合 研究该变异在青光眼中的分子作用。然而,由于小鼠中缺乏非风险变异 菌株中,不可能研究这两种变异对 RGC 发育和退化的贡献 鼠标模型。在这里,我们建议使用CRISPR/Cas9技术来改造携带人类非风险基因的小鼠 SIX6 的变体,以研究每个变体对青光眼发病机制的影响。我们将使用最先进的 分子和细胞技术研究视网膜发育和 RGC 变性 眼内压是 SIX6 特定变体的函数。此外,我们还将研究分子 使用转录组学和表观基因组学研究疾病病因中 p16Ink4a 上调的机制 方法,我们将提出下调其在眼睛中的表达的方法。拟议的 多种方法的结合将促进对青光眼病因的普遍了解,并提供 开发新颖的个性化治疗策略以改善生活质量的分子基础 对于青光眼患者。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Evaluating the neuroprotective impact of senolytic drugs on human vision.
  • DOI:
    10.1038/s41598-020-78802-4
  • 发表时间:
    2020-12-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    El-Nimri NW;Moore SM;Zangwill LM;Proudfoot JA;Weinreb RN;Skowronska-Krawczyk D;Baxter SL
  • 通讯作者:
    Baxter SL
Dynamic lipid turnover in photoreceptors and retinal pigment epithelium throughout life.
  • DOI:
    10.1016/j.preteyeres.2021.101037
  • 发表时间:
    2022-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    17.8
  • 作者:
    Lewandowski, Dominik;Sander, Christopher L.;Tworak, Aleksander;Gao, Fangyuan;Xu, Qianlan;Skowronska-Krawczyk, Dorota
  • 通讯作者:
    Skowronska-Krawczyk, Dorota
Emerging Concepts for RNA Therapeutics for Inherited Retinal Disease.
  • DOI:
    10.1007/978-3-030-27378-1_14
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Spencer M. Moore;D. Skowronska-Krawczyk;Daniel L. Chao
  • 通讯作者:
    Spencer M. Moore;D. Skowronska-Krawczyk;Daniel L. Chao
Stress induced aging in mouse eye.
  • DOI:
    10.1111/acel.13737
  • 发表时间:
    2022-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.8
  • 作者:
  • 通讯作者:
Aging membranes: Unexplored functions for lipids in the lifespan of the central nervous system.
  • DOI:
    10.1016/j.exger.2019.110817
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Skowronska-Krawczyk D;Budin I
  • 通讯作者:
    Budin I
{{ 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 }}

Dorota Skowronska-Krawczyk其他文献

Dorota Skowronska-Krawczyk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('Dorota Skowronska-Krawczyk', 18)}}的其他基金

Correlating Genomic AMD Risk Variants with Lipid Composition and Phagocytic Function of Patient-Derived Induced Pluripotent Stem Cell (iPSC)-derived Retinal Pigment Epithelium (RPE)
将基因组 AMD 风险变异与患者来源的诱导多能干细胞 (iPSC) 来源的视网膜色素上皮 (RPE) 的脂质成分和吞噬功能相关联
  • 批准号:
    10701841
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 13.83万
  • 项目类别:
Correlating Genomic AMD Risk Variants with Lipid Composition and Phagocytic Function of Patient-Derived Induced Pluripotent Stem Cell (iPSC)-derived Retinal Pigment Epithelium (RPE)
将基因组 AMD 风险变异与患者来源的诱导多能干细胞 (iPSC) 来源的视网膜色素上皮 (RPE) 的脂质成分和吞噬功能相关联
  • 批准号:
    10576719
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 13.83万
  • 项目类别:
Transfer: Molecular Mechanisms of Glaucoma
转:青光眼的分子机制
  • 批准号:
    10213288
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 13.83万
  • 项目类别:
Molecular Mechanisms of Glaucoma
青光眼的分子机制
  • 批准号:
    9442804
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 13.83万
  • 项目类别:
Transfer: Molecular Mechanisms of Glaucoma
转:青光眼的分子机制
  • 批准号:
    10246532
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 13.83万
  • 项目类别:

相似国自然基金

基于ATAC-seq策略挖掘穿心莲基因组中调控穿心莲内酯合成的增强子
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    33 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
基于单细胞ATAC-seq技术的C4光合调控分子机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于ATAC-seq技术研究交叉反应物质197调控TFEB介导的自噬抑制子宫内膜异位症侵袭的分子机制
  • 批准号:
    82001520
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
人类胎盘合体滋养层形成分子机制及其与子痫前期发生关联的研究
  • 批准号:
    31900602
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
单细胞RNA和ATAC测序解析肌肉干细胞激活和增殖中的异质性研究
  • 批准号:
    31900570
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Gene regulatory network control of olfactory cortex cell type specification
嗅觉皮层细胞类型规范的基因调控网络控制
  • 批准号:
    10656692
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 13.83万
  • 项目类别:
Human brain multi-omics to decipher major depression pathophysiology
人脑多组学破译重度抑郁症病理生理学
  • 批准号:
    10715962
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 13.83万
  • 项目类别:
High resolution genomic and epigenomic mapping of the human salivary gland
人类唾液腺的高分辨率基因组和表观基因组图谱
  • 批准号:
    10727190
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 13.83万
  • 项目类别:
In vivo precision genome editing to correct genetic disease
体内精准基因组编辑以纠正遗传疾病
  • 批准号:
    10771419
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 13.83万
  • 项目类别:
Mechanistic studies of the genetic contribution of desmoplakin to pulmonary fibrosis in alveolar type 2 cells
桥粒斑蛋白对肺泡2型细胞肺纤维化的遗传贡献机制研究
  • 批准号:
    10736228
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 13.83万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了