Epigenetic and Fetal Origins of Hypoxia-Induced Pulmonary Hypertension

缺氧性肺动脉高压的表观遗传和胎儿起源

基本信息

  • 批准号:
    10133123
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 38.88万
  • 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:
    2018-04-17 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY Pulmonary hypertension (PH) is a progressive, life-threatening disease that often develops secondary to the chronic hypoxia of cardiopulmonary disease or high-altitude (HA) residence ( 2500m). Over the past few decades, PH-associated mortality has increased in both sexes of all race and ethnic groups, and no current therapy has proven effective for hypoxia-induced PH. Adverse intrauterine conditions, including fetal growth restriction (IUGR), preeclampsia and perinatal hypoxia, can induce durable changes to the structure and function of the lung and pulmonary vasculature, and are predictive of pulmonary vascular disease in affected offspring. Our overarching goal is to determine whether intrauterine growth restriction (IUGR) increases susceptibility to hypoxia-induced pulmonary hypertension by altering the epigenetic regulation of genes belonging to the mTOR pathway. To address this goal, we propose to conduct three integrated scientific aims. In Aim 1, we will define the effect of IUGR on mTOR pathway DNAm and gene expression patterns, and mTOR signaling in PBMCs and two representative vascular cell types (HUAECs and HUASMCs) at birth in humans using both primary and external validation cohorts. Our primary cohort will be infants born at LA or HA in Bolivia (400 and 3600 m), and our external validation cohort will consist of infants born in Frisco, Colorado to women living ≥ 3000m. Obtaining samples from Bolivia for our primary data set is beneficial because the La Paz metropolitan region comprises the largest, HA resident population in the world with more than two million persons living ≥ 3000m and the modern medical and research facilities necessary to conduct the proposed study aims; this will improve our efficiency with respect to obtaining a sufficient number of subjects for prospective study over the proposed timeframe. In Aim 2, we will establish the relationship between mTOR DNAm and expression patterns at birth and echocardiographic indices of PH measured prospectively across the first year of life (1 week, 6 and 12 months). Because DNAm marks are influenced by environmental and genetic factors, we will also determine whether differentially methylated mTOR pathway genes in cases of IUGR and/or PH during infancy, are associated with a) SNPs neighboring (< 500 kb) differential methylation marks, or b) SNPs within genes encoding proteins known to be involved in PH. Using this approach, we will determine the interactive effect of genetic factors, epigenetic marks and IUGR for PH. In Aim 3 we will use genetic and pharmacologic approaches in an established murine model of hypoxia-induced IUGR and PH to study the interaction of DNAm state, mTOR pathway signaling and IUGR for the developmental programming of pulmonary vascular dysfunction. Together, our research aims 1) address major knowledge gaps with respect to the mechanisms underlying the effect of intrauterine exposures to compromise the pulmonary circulation and 2) have the potential to identify targets for new therapeutic or preventive strategies to reduce the burden of pulmonary vascular disease across the lifespan.
项目摘要 肺动脉高压(pH)是一种进行性,威胁生命的疾病,通常是继发于该疾病 心肺疾病或高海拔(HA)居住(2500m)的慢性缺氧。在过去的几个 几十年来,与所有种族和种族的性别中的pH相关死亡率都在增加,并且没有当前 事实证明,治疗对缺氧诱导的pH有效。不利的插入条件,包括胎儿生长 限制(IUGR),子痫前期和围产期缺氧,可以引起结构持久的变化 肺和肺血管的功能,并预测受影响的肺血管疾病 后代。我们的总体目标是确定宫内生长限制(IUGR)是否增加 通过改变基因的表观遗传调节,对缺氧诱导的肺高血压的敏感性 属于MTOR路径。为了解决这一目标,我们建议进行三个综合科学目标。 在AIM 1中,我们将定义IUGR对MTOR途径DNAM和基因表达模式的影响,以及 PBMC中的MTOR信号传导和两种代表性的血管细胞类型(Huaecs和Huasmcs)出生时 人类使用主要和外部验证队列。我们的主要队列将是在LA或HA出生的婴儿 在玻利维亚(400和3600 m),我们的外部验证队列将由科罗拉多州弗里斯科的婴儿组成 生活≥3000m的妇女。从玻利维亚获取我们的主要数据集的样品是有益的,因为LA 帕兹大都市地区是世界上最大的HA居民人口,超过200万 居住≥3000m的人以及进行拟议的现代医疗和研究设施 研究目的;这将提高我们获得足够数量的受试者的效率 对拟议的时间表的前瞻性研究。在AIM 2中,我们将建立MTOR之间的关系 出生时的DNAN和表达模式和pH的超声心动图指数前瞻性测量 生命的第一年(1周,6和12个月)。因为DNAM标记受环境和 遗传因素,我们还将确定在有不同的甲基化MTOR途径基因 IUGR和/或pH在婴儿期,与a)相邻的SNP(<500 kb)差甲基化有关 标记,或b)编码已知参与pH的蛋白质的基因中的SNP。使用这种方法,我们将 确定遗传因素,表观遗传标记和IUGR的互动效应。在AIM 3中,我们将使用 在既定缺氧引起的IUGR和pH的已建立的鼠模型中的遗传和药理方法 研究DNAN状态,MTOR途径信号传导和IUGR的相互作用 肺血管功能障碍。我们的研究旨在共同解决主要的知识差距 尊重插入式暴露效果以损害肺部的作用的机制 循环和2)有可能识别新的治疗或预防策略的目标以减少 整个生命周期的肺血管疾病的伯恩。

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
An Aptitude for Altitude: Are Epigenomic Processes Involved?
  • DOI:
    10.3389/fphys.2019.01397
  • 发表时间:
    2019-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    C. Julian
  • 通讯作者:
    C. Julian
How hypoxia slows fetal growth: insights from high altitude.
  • DOI:
    10.1038/s41390-021-01784-0
  • 发表时间:
    2022-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Moore LG
  • 通讯作者:
    Moore LG
Vascular Disorders of Pregnancy Increase Susceptibility to Neonatal Pulmonary Hypertension in High-Altitude Populations.
  • DOI:
    10.1161/hypertensionaha.122.19078
  • 发表时间:
    2022-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8.3
  • 作者:
    Heath-Freudenthal, Alexandra;Toledo-Jaldin, Lilian;von Alvensleben, Inge;Lazo-Vega, Litzi;Mizutani, Rodrigo;Stalker, Margaret;Yasini, Hussna;Mendizabal, Fanny;Madera, Jesus Dorado;Mundo, William;Castro-Monrroy, Melany;Houck, Julie A.;Moreno-Aramayo, Any;Miranda-Garrido, Valquiria;Su, Emily J.;Giussani, Dino A.;Abman, Steven H.;Moore, Lorna G.;Julian, Colleen G.
  • 通讯作者:
    Julian, Colleen G.
Effect of high altitude on human placental amino acid transport.
高海拔对人胎盘氨基酸转运的影响。
  • DOI:
    10.1152/japplphysiol.00691.2019
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Vaughan,OwenR;Thompson,Fredrick;Lorca,RamónA;Julian,ColleenG;Powell,TheresaL;Moore,LornaG;Jansson,Thomas
  • 通讯作者:
    Jansson,Thomas
AMP-activated protein kinase activator AICAR attenuates hypoxia-induced murine fetal growth restriction in part by improving uterine artery blood flow.
  • DOI:
    10.1113/jp279341
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Lane SL;Houck JA;Doyle AS;Bales ES;Lorca RA;Julian CG;Moore LG
  • 通讯作者:
    Moore LG
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    2023
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    $ 38.88万
  • 项目类别:
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