Molecular pathogenesis of pulmonary arterial hypertension
肺动脉高压的分子发病机制
基本信息
- 批准号:10211271
- 负责人:
- 金额:$ 80.37万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2021
- 资助国家:美国
- 起止时间:2021-05-01 至 2025-01-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:Animal ModelAttenuatedBlood CellsBlood VesselsBone Morphogenetic ProteinsCell physiologyCellsCessation of lifeDNA DamageDNA Double Strand BreakDNA RepairDNA Repair PathwayDiseaseDistalEndotheliumEtiologyGenesGeneticGenomic InstabilityGenotoxic StressGoalsHeart failureHeritabilityHomeostasisHumanKnowledgeLightLinkLungMaintenanceMeasuresMediatingMessenger RNAMolecularMorbidity - disease rateMutationOther GeneticsPathogenesisPathologicPatientsPenetranceProgressive DiseasePulmonary artery structureRare DiseasesReceptor GeneRegulationReportingRisk FactorsRoleSignal PathwaySignal TransductionSomatic MutationSystemTestingTranslatingTransplantationVascular DiseasesVascular remodelingVentricularattenuationbone morphogenetic protein receptorscell typegenome integritygenotoxicityhigh riskhomologous recombinationinsightmortalitymutation carriernovel therapeutic interventionnovel therapeuticspreventprimary pulmonary hypertensionprotein degradationpulmonary arterial hypertensionpulmonary artery endothelial celltargeted treatment
项目摘要
PROJECT SUMMARY/ABSTRACT
Pulmonary Arterial Hypertension (PAH) is a rare disease characterized by the progressive remodeling of
pulmonary arteries (PAs). It is incurable and leads to death from right ventricular heart failure in 3 years if
untreated. Heterozygous mutations of the bone morphogenetic protein type 2 receptor gene (BMPR2) are the
leading genetic cause of both heritable and non-heritable PAH. Compared to patients without BMPR2
mutations, PAH patients with BMPR2 mutations develop a more severe form of PAH at least 10 years earlier.
Despite the progress in understanding the molecular and cellular processes mediating occlusive remodeling of
PAs as a result of BMPR2 mutations, a targeted therapy does not yet exist, and BMPR2 carrier patients remain
at high risk of requiring transplantation and succumbing to the disease. There is a dire need of novel therapies
for BMPR2 mutation patients.
Our studies demonstrated increased DNA damage in both idiopathic- and heritable-PAH patients,
suggesting genotoxic stress is a risk factor for PAH, but significant knowledge gaps persist, as follows: (i)
whether the loss of genome integrity is the cause or the consequence of PAH, (ii) the cell type in which DNA
damage occur, (iii) a potential link between BMPR2 mutations and DNA damage, and (iv) the molecular
mechanism of DNA damage in PAH. We found that BMPR2 and its downstream signaling pathway are
essential to protect genome integrity in pulmonary artery endothelial cells (PAECs), and they act by
maintaining a key component of the DNA repair pathway: Rad51. Inactivation of BMPR2 results in reduction of
Rad51, leading to accumulation of DNA damage in PAECs. Attenuation of Rad51 was measured in the
endothelium of both animal models of PAH and human patients. On the contrary, activation of the BMPR2
signaling pathway by BMP9 restores Rad51 and prevents the accumulation of DNA damage in PAECs. The
main hypothesis we will test is that PAECs undergoing genotoxic stress develop a pathological remodeling and
PAH. The objective of this application is to develop a strategy to restore the DNA repair system in PAECs and
prevent or inhibit the progression of vascular remodeling, as a novel therapy for PAH with a defective BMP
signal. The forthcoming results from this application will provide important insights into developing a novel
therapeutic strategy for PAH.
项目概要/摘要
肺动脉高压(PAH)是一种罕见疾病,其特征是肺动脉进行性重塑。
肺动脉(PA)。如果出现以下情况,该病是无法治愈的,并会在 3 年内因右心室心力衰竭而死亡
未经治疗。骨形态发生蛋白 2 型受体基因 (BMPR2) 的杂合突变是
遗传性和非遗传性 PAH 的主要遗传原因。与没有 BMPR2 的患者相比
BMPR2 突变的 PAH 患者至少提前 10 年患上更严重的 PAH。
尽管在理解介导闭塞重塑的分子和细胞过程方面取得了进展
BMPR2突变导致的PA,目前尚不存在靶向治疗,BMPR2携带者患者仍然存在
需要移植并死于该疾病的风险很高。迫切需要新疗法
对于 BMPR2 突变患者。
我们的研究表明,特发性和遗传性 PAH 患者的 DNA 损伤均增加,
表明基因毒性应激是 PAH 的一个危险因素,但仍然存在重大的知识差距,如下:(i)
基因组完整性的丧失是 PAH 的原因还是结果,(ii) DNA 所在的细胞类型
损伤发生,(iii) BMPR2 突变和 DNA 损伤之间的潜在联系,以及 (iv) 分子
PAH 中 DNA 损伤的机制。我们发现BMPR2及其下游信号通路
对于保护肺动脉内皮细胞(PAEC)基因组完整性至关重要,它们的作用是
维持 DNA 修复途径的关键组成部分:Rad51。 BMPR2 失活会导致
Rad51,导致 PAEC 中 DNA 损伤的积累。 Rad51 的衰减是在
PAH 动物模型和人类患者的内皮细胞。相反,BMPR2 的激活
BMP9 信号通路可恢复 Rad51 并防止 PAEC 中 DNA 损伤的积累。这
我们将测试的主要假设是,经历基因毒性应激的 PAEC 会发生病理性重塑,并且
多环芳烃。本申请的目的是制定一种策略来恢复 PAEC 中的 DNA 修复系统和
预防或抑制血管重塑的进展,作为 BMP 有缺陷的 PAH 的新疗法
信号。该应用即将得出的结果将为开发一种新颖的方法提供重要的见解
PAH 的治疗策略。
项目成果
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