Molecular regulation of ventricular chamber maturation
心室成熟的分子调节
基本信息
- 批准号:10369641
- 负责人:
- 金额:$ 40.17万
- 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:2018-02-15 至 2024-01-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:3-DimensionalAddressAdultBiochemicalBiological ModelsBiomechanicsCalcium ChannelCardiacCardiac JellyCardiac MyocytesCell TransplantationCellsCiliaComplexComputer ModelsCongenital AbnormalityCongenital cardiomyopathyDataDefectDeteriorationDevelopmentDiseaseDominant-Negative MutationERBB2 geneEmbryoEmbryonic DevelopmentEmbryonic HeartEndocardiumEventExhibitsFailureFutureGenesGeneticGenetic EpistasisHeartHeart DiseasesHumanLeadMechanicsMediatingModelingMolecularMolecular GeneticsMorphogenesisMuscleMyocardialMyocardial dysfunctionOrganPathologicPermeabilityPhenotypePhysiologicalPlayProcessPumpRadialRegulationReportingResearchResolutionRoleSeriesSignal PathwaySignal TransductionStressStructural defectStructureTestingTimeTranslatingTubeVentricularVentricular FunctionWorkZebrafishcongenital heart disorderdisease phenotypegenetic approachheart functionimprovedinsightinterdisciplinary approachmalformationmechanical forcemechanical stimulusmigrationmutantnotch proteinnovelprogramspublic health relevanceresponsescreeningsmall moleculespatiotemporaltool
项目摘要
Abstract
Congenital heart diseases are the most common type of human birth defects, and many of these diseases
feature structural abnormalities that emerge during development. In order to meet an increasing physiological
demand of the growing embryo, the developing heart undergoes complex morphogenetic changes to optimize
its ventricular myoarchitecture for more efficient contraction. This proposal is focused on ventricular maturation
that is characterized by the formation of muscular protrusions called cardiac trabeculae. Our prior studies
revealed that cardiac trabeculation is initiated by directional cardiomyocyte migration from the compact layer,
and that ErbB2 cell-autonomously regulates this process. We also found that biomechanical forces generated
by the functioning embryonic heart is required for cardiac trabeculation. However, several outstanding questions
remain to be addressed, including those related to 1) the mechanism by which mechanical stimulus is sensed
and translated into spatial and temporal signals to regulate cardiac trabeculation and 2) the exact function of
cardiac trabeculae in the heart. It has been recognized that there exists an intimate relationship between cardiac
function and cardiac form. In this research program, we hypothesize that mechanical-biochemical interaction is
essential for cardiac trabecular formation and induces pathological hypertrophic remodeling in the absence of
trabecular formation. In support of this hypothesis, we found that primary cilia-mediated flow sensing is required
for trabeculation through activation of Notch signaling in the ventricular endocardium. While biomechanical forces
are required to initiate trabeculation, our preliminary study also revealed an essential role of cardiac trabeculae
in handling the mechanical forces generated by cardiac contraction. To test our hypothesis, we propose to further
delineate the mechanical-biochemical cellular signaling responsible for 1) trabecular formation, and 2) cardiac
dysfunction due to trabecular malformation. The successful completion of this proposal will not only define the
molecular and cellular mechanisms of ventricular maturation but also provide further mechanistic insight into the
inter-relationship between cardiac function and cardiac form.
抽象的
先天性心脏病是人类出生缺陷中最常见的类型,其中许多疾病
具有发育过程中出现的结构异常。为了满足日益增长的生理需求
为了满足生长胚胎的需求,发育中的心脏经历复杂的形态发生变化以优化
其心室肌结构可实现更有效的收缩。该提案的重点是心室成熟
其特征是形成称为心脏小梁的肌肉突起。我们之前的研究
揭示心脏小梁形成是由心肌细胞从致密层定向迁移启动的,
ErbB2 细胞自主调节这一过程。我们还发现生物力学产生的力
心脏小梁的形成需要有功能的胚胎心脏的支持。然而,有几个悬而未决的问题
仍有待解决,包括与 1)机械刺激感知机制相关的问题
并转化为空间和时间信号来调节心脏小梁,2) 的确切功能
心脏中的心脏小梁。人们已经认识到,心脏与心脏之间存在着密切的关系。
功能和心脏形态。在这个研究项目中,我们假设机械生化相互作用是
对于心脏小梁的形成至关重要,并在缺乏的情况下诱导病理性肥厚重塑
小梁形成。为了支持这一假设,我们发现需要初级纤毛介导的流量传感
通过激活心室心内膜中的 Notch 信号来形成小梁。虽然生物力学力
需要启动小梁,我们的初步研究还揭示了心脏小梁的重要作用
处理心脏收缩产生的机械力。为了检验我们的假设,我们建议进一步
描述负责 1) 小梁形成和 2) 心脏的机械生化细胞信号传导
由于小梁畸形导致的功能障碍。该提案的成功完成不仅将定义
心室成熟的分子和细胞机制,同时也提供了对心室成熟的进一步机制的了解。
心脏功能和心脏形态之间的相互关系。
项目成果
期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Delineating chromatin accessibility re-patterning at single cell level during early stage of direct cardiac reprogramming.
- DOI:10.1016/j.yjmcc.2021.09.002
- 发表时间:2022-01
- 期刊:
- 影响因子:5
- 作者:Wang H;Yang Y;Qian Y;Liu J;Qian L
- 通讯作者:Qian L
Direct cardiac reprogramming comes of age: Recent advance and remaining challenges.
- DOI:10.1016/j.semcdb.2021.07.010
- 发表时间:2022-03
- 期刊:
- 影响因子:7.3
- 作者:Xie Y;Liu J;Qian L
- 通讯作者:Qian L
Molecular and cellular basis of embryonic cardiac chamber maturation.
- DOI:10.1016/j.semcdb.2021.04.022
- 发表时间:2021-10
- 期刊:
- 影响因子:7.3
- 作者:Dong Y;Qian L;Liu J
- 通讯作者:Liu J
In Vitro Conversion of Murine Fibroblasts into Cardiomyocyte-Like Cells.
- DOI:10.1007/978-1-0716-0668-1_12
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Xu J;Wang L;Liu J;Qian L
- 通讯作者:Qian L
Notch signaling regulates Hey2 expression in a spatiotemporal dependent manner during cardiac morphogenesis and trabecular specification.
Notch 信号在心脏形态发生和小梁规范过程中以时空依赖性方式调节 Hey2 表达。
- DOI:10.1038/s41598-018-20917-w
- 发表时间:2018-02-08
- 期刊:
- 影响因子:4.6
- 作者:Miao L;Li J;Li J;Tian X;Lu Y;Hu S;Shieh D;Kanai R;Zhou BY;Zhou B;Liu J;Firulli AB;Martin JF;Singer H;Zhou B;Xin H;Wu M
- 通讯作者:Wu M
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