Dissecting the cytoprotective role of NRF1 in heart regeneration and repair

剖析 NRF1 在心脏再生和修复中的细胞保护作用

基本信息

  • 批准号:
    10215172
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 9.49万
  • 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 2023-04-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary Heart failure is the leading cause of death in the world. At the core of the pathophysiology of heart failure is the inability of the adult mammalian heart to regenerate following injury. In contrast to adults, the newborn mouse heart is capable of complete regeneration following various types of injury, providing a new inroad into possible mechanisms of cardiac regeneration and repair. Previously, we discovered that Nuclear Factor Erythroid-derived 2-related factor 1 (NFE2L1, also known as NRF1) is highly expressed in a regenerative cardiomyocyte population in neonatal mouse hearts. Although NRF1 does not directly promote cardiomyocyte proliferation, it confers strong protection to cardiomyocytes under stress conditions both in vitro and in vivo. Recent studies show that NRF1 regulates proteostasis and redox balance in multiple tissues in response to cellular stress, while its cardiac functions are largely unknown. This proposal outlines a comprehensive plan to further dissect the biological and pathological functions of NRF1 in cardiomyocytes to provide critical insight into the protective mechanism that underlies regeneration and stress adaptation in the heart. In this research plan, Aim 1 will establish how NRF1 protects neonatal cardiomyocytes. Aim 2 will demonstrate the function of NRF1 in mammalian neonatal heart regeneration. Aim 3 will uncover the role of NRF1 as a stress regulator in adult hearts following ischemic injury. In the mentored phase, Aims 1 and 2 will be carried out in the laboratory of the renowned molecular biologist Dr. Eric Olson, and will generate data and mouse knockout models for continued investigation in the independent phase. Aim 3 will be initiated during the K99 phase and continued during the independent phase, dedicated to investigating the therapeutic potential of NRF1 to treat adult ischemic heart disease. In order to gain research independence through mentored training, I will continue to develop expertise in applying transcriptome profiling, including single-nucleus RNA sequencing, to study neonatal heart regeneration (Aims 1 and 2). Such an experience will complement my prior training and constitute an important data generating platform throughout my career. The proposed research requires that I acquire additional mentoring in adult cardiac injury models and related cardiovascular phenotyping (Aim 3). Investigation of NRF1 and its downstream pathways in regulating the stress response of cardiomyocytes during this mentored training will lead to the establishment of an independent niche for my own academic career. In summary, this application will provide me with the scientific training, mentoring, and career development necessary as I transition to independence. Most importantly, the collective body of work generated through the completion of the proposed aims will make major contributions to the field of cardiovascular science.
项目摘要 心力衰竭是世界上死亡的主要原因。心力衰竭病理生理学的核心是 受伤后成年哺乳动物心脏无法再生。与成年人相反,新生老鼠 心脏能够在各种类型的伤害后完全再生 心脏再生和修复机制。以前,我们发现了核因子红细胞来源 在再生性心肌细胞种群中高度表达了与2相关因子1(NFE2L1,也称为NRF1) 在新生小鼠心中。尽管NRF1不能直接促进心肌细胞增殖,但它赋予了强大的 在体外和体内应力条件下对心肌细胞的保护。最近的研究表明NRF1 响应细胞应激,调节多个组织中的蛋白质量和氧化还原平衡,而其心脏 功能在很大程度上未知。该提议概述了一项综合计划,以进一步剖析生物学和 NRF1在心肌细胞中的病理功能,以提供对保护机制的关键见解 基础是心脏的再生和压力适应。 在本研究计划中,AIM 1将确定NRF1如何保护新生儿心肌细胞。 AIM 2将证明 NRF1在哺乳动物新生儿心脏再生中的功能。 AIM 3将发现NRF1作为压力的作用 缺血性损伤后成人心脏中的调节剂。在指导阶段,目标1和2将在 著名分子生物学家埃里克·奥尔森(Eric Olson)博士的实验室,并将生成数据和小鼠敲除 在独立阶段进行持续调查的模型。 AIM 3将在K99阶段启动,并且 在独立阶段继续进行,致力于研究NRF1治疗的治疗潜力 成人缺血性心脏病。为了通过指导培训获得研究独立性,我将继续 为了开发应用转录组分析(包括单核RNA测序)的专业知识,以研究 新生儿心脏再生(目标1和2)。这样的经历将补充我以前的培训,并构成 在我整个职业生涯中,一个重要的数据生成平台。拟议的研究要求我获得 成人心脏损伤模型和相关心血管表型的额外指导(AIM 3)。调查 NRF1及其下游途径在调节该指导期间心肌细胞的压力反应方面 培训将导致我自己的学术生涯建立独立的利基市场。总而言之,这 应用程序将为我提供科学培训,指导和职业发展所必需的 过渡到独立。最重要的是,通过完成 拟议的目标将为心血管科学领域做出重大贡献。

项目成果

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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

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数据更新时间:2024-06-01

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