ECM stiffness, mechanotransduction, and cell cycling
ECM 硬度、力转导和细胞循环
基本信息
- 批准号:10210426
- 负责人:
- 金额:$ 42.49万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2018
- 资助国家:美国
- 起止时间:2018-07-01 至 2024-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AbbreviationsAddressAdhesionsAffectAgeAreaArteriesAtomic Force MicroscopyBCAR1 geneBiologicalBiological ModelsCardiovascular DiseasesCell Culture TechniquesCell CycleCell Cycle RegulationCell ProliferationCellsComplementConnective TissueCuesCyclin D1Cyclin-Dependent KinasesCyclinsDataEmbryoEventExtracellular MatrixExtracellular Matrix ProteinsFamilyFibroblastsFibronectinsFibrosisFluorescent in Situ HybridizationFocal Adhesion Kinase 1G1 PhaseGuanosine TriphosphateGuanosine Triphosphate PhosphohydrolasesHistologyHydrogelsImmunoprecipitationIn VitroInjuryIntegrinsLeadLiver FibrosisMALAT1 geneMYH11 geneMalignant NeoplasmsMechanicsMediatingMolecularMolecular AnalysisMusPathologyPathway AnalysisPhysiologyProliferatingProtein-Lysine 6-OxidaseProteinsPulmonary FibrosisRegulationRepressionResearchS PhaseSignal PathwaySignal TransductionSmooth MuscleSmooth Muscle Actin Staining MethodSmooth Muscle MyocytesSpecificitySurfaceTamoxifenTestingTissue ModelTissuesTunica AdventitiaUntranslated RNAVascular Smooth MuscleWestern Blottingarterial stiffnessbaseexperimental studyextracellularin vivoinhibitor/antagonistinterestkinase inhibitorlocked nucleic acidmechanotransductionmouse modelmyocardinnovelpaxillinpreventprogramsresponserhotranscription factortranscriptome sequencingvascular injury
项目摘要
SUMMARY
Mechanobiology--how cells and tissues sense and respond to mechanical influences--is a rapidly
growing field of increasing importance to the understanding of physiology and fibrosis-associated pathologies
including cancer, lung and liver fibrosis, and especially cardiovascular disease. This application studies how
cells sense and respond to mechanical cues contained within the stiffness of the extracellular matrix (ECM).
Mechanical information in the ECM is relayed through integrin-adhesions and Rho family GTPases, but how
these early signaling events drive cell fate and function remains poorly understood. Unraveling these
connections is a major challenge in the field. We are addressing this gap in understanding by examining how
changes in ECM stiffness are transduced into the signaling events that control cell cycling. By combining
molecular analyses with cell culture on deformable substrata (hydrogels), we recently showed that focal
adhesion kinase (FAK), p130Cas, and Rac comprise a discrete signaling module that functions as a positive
regulator of stiffness-sensitive cyclin D1 expression and cell cycling into S phase. But signaling in non-
transformed cells is rarely linear and uni-directional: negative regulation commonly complements positive
signaling to provide tight control of fate. These negative signals and pathways are often not well understood,
and this is certainly the case for stiffness-regulated mechanotransduction. We therefore used RNASeq to
search for ways that cells might limit stiffness-sensing to prevent over-stimulation. This analysis identified the
long noncoding RNA, MALAT1, as a novel negative regulator of stiffness-dependent cell cycling: MALAT1
stimulates entry into S phase, but ECM stiffness reduces the expression level of MALAT1. Curiously, stiffness-
stimulated Rac activity mediates both the induction of cyclin D1 and the repression of MALAT1. We now
propose to examine the relationships between ECM stiffness, MALAT1 and cyclin D1, and their upstream
activators. Aim 1 will examine the impact of MALAT1 on the G1 phase cyclin-cdks, assess crosstalk between
MALAT1 and cyclin D1, and determine how changes in ECM composition and integrin display may affect
rigidity-dependent regulation of MALAT1, cyclin D1 and cell cycling. Aim 2 looks upstream of cyclin D1 and
MALAT1 and will determine how distinct components in the integrin-adhesion that share an ability to activate
Rac can differentially regulate MALAT1. Finally, Aim 3 will test the relevance of our findings in vivo by
analyzing smooth muscle cell proliferation in a mouse model of tissue stiffening and smooth muscle cell
proliferation after vascular injury.
概括
机械生物学——细胞和组织如何感知和响应机械影响——是一门快速发展的学科。
对于理解生理学和纤维化相关病理学的重要性日益增长的领域
包括癌症、肺纤维化和肝纤维化,尤其是心血管疾病。该应用程序研究如何
细胞感知并响应细胞外基质 (ECM) 硬度中包含的机械信号。
ECM 中的机械信息通过整合素粘附和 Rho 家族 GTPases 传递,但是如何
这些早期信号事件驱动细胞的命运和功能仍然知之甚少。解开这些
连接是该领域的一个重大挑战。我们正在通过研究如何解决这一理解上的差距
ECM 硬度的变化被转化为控制细胞周期的信号事件。通过结合
在可变形基质(水凝胶)上进行细胞培养的分子分析,我们最近表明,焦点
粘附激酶 (FAK)、p130Cas 和 Rac 组成一个离散信号模块,充当正向信号通路
硬度敏感的细胞周期蛋白 D1 表达和细胞周期进入 S 期的调节剂。但在非信号中
转化细胞很少是线性和单向的:负调节通常补充正调节
发出信号以严格控制命运。这些负面信号和途径通常没有被很好地理解,
对于刚度调节的机械传导来说,情况确实如此。因此我们使用 RNASeq
寻找细胞限制刚度感应以防止过度刺激的方法。这项分析确定了
长非编码 RNA,MALAT1,作为刚性依赖性细胞周期的新型负调节因子:MALAT1
刺激进入 S 期,但 ECM 僵硬会降低 MALAT1 的表达水平。奇怪的是,僵硬-
刺激的 Rac 活性介导细胞周期蛋白 D1 的诱导和 MALAT1 的抑制。我们现在
提议检查 ECM 硬度、MALAT1 和细胞周期蛋白 D1 及其上游之间的关系
激活剂。目标 1 将检查 MALAT1 对 G1 期细胞周期蛋白-cdks 的影响,评估之间的串扰
MALAT1 和细胞周期蛋白 D1,并确定 ECM 组成和整合素展示的变化如何影响
MALAT1、细胞周期蛋白 D1 和细胞周期的刚性依赖性调节。目标 2 着眼于细胞周期蛋白 D1 的上游,
MALAT1 并将确定整合素粘附中的不同成分如何共享激活能力
Rac 可以差异调节 MALAT1。最后,目标 3 将通过以下方式测试我们的研究结果在体内的相关性:
分析组织硬化和平滑肌细胞小鼠模型中的平滑肌细胞增殖
血管损伤后增殖。
项目成果
期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Key role for Rac in the early transcriptional response to extracellular matrix stiffness and stiffness-dependent repression of ATF3.
Rac 在细胞外基质硬度的早期转录反应和 ATF3 的硬度依赖性抑制中发挥关键作用。
- DOI:
- 发表时间:2023-10-01
- 期刊:
- 影响因子:4
- 作者:Dang, Irene;Brazzo, Joseph A.;Bae, Yongho;Assoian, Richard K.
- 通讯作者:Assoian, Richard K.
Cellular sensing of micron-scale curvature: a frontier in understanding the microenvironment.
微米级曲率的细胞传感:理解微环境的前沿。
- DOI:
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:5.8
- 作者:Assoian, Richard K;Bade, Nathan D;Cameron, Caroline V;Stebe, Kathleen J
- 通讯作者:Stebe, Kathleen J
Mechanosensitive smooth muscle cell phenotypic plasticity emerging from a null state and the balance between Rac and Rho.
从零状态出现的机械敏感平滑肌细胞表型可塑性以及 Rac 和 Rho 之间的平衡。
- DOI:
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:8.8
- 作者:Talwar, Shefali;Kant, Aayush;Xu, Tina;Shenoy, Vivek B;Assoian, Richard K
- 通讯作者:Assoian, Richard K
{{
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 }}
Richard Assoian其他文献
Richard Assoian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('Richard Assoian', 18)}}的其他基金
Arterial stiffening and SMC mechanobiology in Hutchinson-Guilford Progeria Syndrome
哈钦森-吉尔福德早衰综合症中的动脉硬化和 SMC 力学生物学
- 批准号:
9816369 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 42.49万 - 项目类别:
Arterial stiffening and SMC mechanobiology in Hutchinson-Guilford Progeria Syndrome
哈钦森-吉尔福德早衰综合症中的动脉硬化和 SMC 力学生物学
- 批准号:
10368103 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 42.49万 - 项目类别:
Arterial stiffening and SMC mechanobiology in Hutchinson-Guilford Progeria Syndrome
哈钦森-吉尔福德早衰综合症中的动脉硬化和 SMC 力学生物学
- 批准号:
10609809 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 42.49万 - 项目类别:
ECM stiffness, mechanotransduction, and cell cycling
ECM 硬度、力转导和细胞循环
- 批准号:
9978116 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 42.49万 - 项目类别:
Aging, gender and arterial stiffness in atherosclerosis
动脉粥样硬化中的衰老、性别和动脉僵硬度
- 批准号:
9063506 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 42.49万 - 项目类别:
apoE, arterial biomechanics, and cardiovascular disease
apoE、动脉生物力学和心血管疾病
- 批准号:
8771694 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 42.49万 - 项目类别:
apoE, arterial biomechanics, and cardiovascular disease
apoE、动脉生物力学和心血管疾病
- 批准号:
9305135 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 42.49万 - 项目类别:
Aging, gender and arterial stiffness in atherosclerosis
动脉粥样硬化中的衰老、性别和动脉僵硬度
- 批准号:
9268535 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 42.49万 - 项目类别:
Aging, gender and arterial stiffness in atherosclerosis
动脉粥样硬化中的衰老、性别和动脉僵硬度
- 批准号:
8668406 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 42.49万 - 项目类别:
apoE, arterial biomechanics, and cardiovascular disease
apoE、动脉生物力学和心血管疾病
- 批准号:
9081644 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 42.49万 - 项目类别:
相似国自然基金
本体驱动的地址数据空间语义建模与地址匹配方法
- 批准号:41901325
- 批准年份:2019
- 资助金额:22.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
时空序列驱动的神经形态视觉目标识别算法研究
- 批准号:61906126
- 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
针对内存攻击对象的内存安全防御技术研究
- 批准号:61802432
- 批准年份:2018
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
大容量固态硬盘地址映射表优化设计与访存优化研究
- 批准号:61802133
- 批准年份:2018
- 资助金额:23.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
IP地址驱动的多径路由及流量传输控制研究
- 批准号:61872252
- 批准年份:2018
- 资助金额:64.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Role of Trimethylamine-N-oxide in endothelial dysfunction
三甲胺-N-氧化物在内皮功能障碍中的作用
- 批准号:
10888738 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 42.49万 - 项目类别:
Role of Trimethylamine-N-oxide in endothelial dysfunction
三甲胺-N-氧化物在内皮功能障碍中的作用
- 批准号:
10446776 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 42.49万 - 项目类别:
Generation of IgG and IgE autoantibodies in an active mouse model of Bullous pemphigoid
在大疱性类天疱疮活跃小鼠模型中产生 IgG 和 IgE 自身抗体
- 批准号:
10283432 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 42.49万 - 项目类别:
Generation of IgG and IgE autoantibodies in an active mouse model of Bullous pemphigoid
在大疱性类天疱疮活跃小鼠模型中产生 IgG 和 IgE 自身抗体
- 批准号:
10428671 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 42.49万 - 项目类别:
Gut microbial metabolite- Trimethylamine-N-oxide and endothelial inflammasome signaling in cardiovascular injury
肠道微生物代谢物-三甲胺-N-氧化物和心血管损伤中的内皮炎性体信号传导
- 批准号:
10002639 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 42.49万 - 项目类别: