N6-Methyladenosine Methylome in Duchenne Muscular Dystrophy
N6-甲基腺苷甲基化在杜氏肌营养不良症中的应用
基本信息
- 批准号:10593310
- 负责人:
- 金额:$ 17.2万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2023
- 资助国家:美国
- 起止时间:2023-03-06 至 2026-02-28
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AffectAgeAlkylationAreaBinding ProteinsBiological AssayBiological ModelsBiological ProcessBiologyCell CountCessation of lifeChemicalsChildComplexDataDegenerative DisorderDevelopmentDiseaseDuchenne muscular dystrophyDystrophinEnzymesFoundationsFunctional disorderFutureGene Expression RegulationGenesGeneticHalf-LifeHomologous GeneIGF2 geneImmunoprecipitationIndividualInjectionsKnowledgeLinkLongevityMapsMediatingMessenger RNAMethodsMethylationMethyltransferaseModelingModificationMolecularMorphologyMusMuscleMuscle FibersMuscle satellite cellMuscular DystrophiesMutationMyoblastsNatural regenerationNucleotidesPathogenesisPathway interactionsPatientsPhenotypePlayPost-Transcriptional RegulationProcessProductionProteinsQuantitative Reverse Transcriptase PCRRNARNA SplicingRNA StabilityRNA immunoprecipitation sequencingReaderResearchResolutionRoleSkeletal MuscleSolidSymptomsTechniquesTestingTranslationsWheelchairsboysclinically relevantcrosslinkearly childhoodeffective therapyepitranscriptomicsexperimental studyfat mass and obesity-associated proteinhuman diseaseimprovedinhibitorinnovationinsightknock-downmRNA Stabilitymdx mousemethylomemouse modelmuscle degenerationmuscle regenerationmyogenesisnovelprematurerepairedskeletal muscle wastingtherapeutic targettherapy developmenttranscriptome
项目摘要
PROJECT SUMMARY/ABSTRACT
Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a fatal X-linked muscle degenerative disease. Children with DMD
become restricted to wheelchairs within the first decade of their lives and die within the third. There is no effective
treatment available for this devastating disease. Key myogenic processes in DMD pathophysiology at the
molecular level are not completely understood, hindering the development of therapies for DMD. To fill this
knowledge gap, we have been investigating whether an emerging mode of post-transcriptional gene regulation,
known as epitranscriptomics, plays a role in DMD pathogenesis. Epitranscriptomics is a dynamic process that
regulates RNA stability, splicing, and translation by reversible chemical modifications of mRNAs. N6-
methyladenosine (m6A) is the most abundant epitranscriptomic mark. The m6A marks are installed by
methyltransferase like 3 (METTL3) and methyltransferase like 14 (METTL14) and erased by fat mass and
obesity-associated (FTO) and alkylation repair homolog 5 (ALKBH5). Specific reader proteins selectively
recognize m6A-modified mRNAs and control their fates. Our recent findings revealed that m6A mRNA methylation
regulates myogenesis in DMD and that levels of the m6A writers, erasers, and m6A marks are tightly regulated
during myoblast differentiation, muscle regeneration, and in DMD. These studies suggest that m6A mRNA
methylation plays a pivotal role in DMD pathophysiology. Here, we propose to gain a deeper mechanistic insight
into m6A mRNA methylation in DMD. We will perform a transcriptome-wide analysis to map m6A-modified
mRNAs (methylome) in skeletal muscle stem cells (MuSCs), primary myoblasts, and skeletal muscle of a well-
established mdx mouse model of DMD and its counterpart healthy mice. We will also map the m6A methylome
in DMD patient-derived and healthy myoblasts to extend our conclusions to a more clinically relevant model
system. We will mechanistically characterize a select subset of prioritized m6A target mRNAs, both previously
associated with DMD, as well as the novel, to establish their link to muscle degeneration in DMD. Our proposed
research will make a significant impact by revealing transcriptome-wide m6A target mRNAs in DMD and provide
insights into DMD pathophysiology incurred by the dysregulation of this novel mechanism.
项目概要/摘要
杜氏肌营养不良症 (DMD) 是一种致命的 X 连锁肌肉退行性疾病。患有DMD的儿童
在生命的前十年内只能使用轮椅,并在第三个十年内死亡。没有有效的
针对这种毁灭性疾病的治疗方法。 DMD 病理生理学中的关键生肌过程
分子水平尚未完全了解,阻碍了 DMD 疗法的开发。为了填补这个
知识差距,我们一直在研究是否有一种新兴的转录后基因调控模式,
称为表观转录组学,在 DMD 发病机制中发挥作用。表观转录组学是一个动态过程
通过 mRNA 的可逆化学修饰来调节 RNA 稳定性、剪接和翻译。 N6-
甲基腺苷 (m6A) 是最丰富的表观转录组标记。 m6A 标记由以下人员安装
甲基转移酶样 3 (METTL3) 和甲基转移酶样 14 (METTL14) 并被脂肪量消除
肥胖相关 (FTO) 和烷基化修复同源物 5 (ALKBH5)。选择性地特定读取蛋白
识别 m6A 修饰的 mRNA 并控制它们的命运。我们最近的研究结果表明 m6A mRNA 甲基化
调节 DMD 中的肌生成,并且 m6A 写入器、擦除器和 m6A 标记的水平受到严格调节
在成肌细胞分化、肌肉再生和 DMD 过程中。这些研究表明 m6A mRNA
甲基化在 DMD 病理生理学中起着关键作用。在这里,我们建议获得更深入的机制洞察
DMD 中 m6A mRNA 甲基化。我们将进行全转录组分析以绘制 m6A 修饰图谱
骨骼肌干细胞 (MuSC)、原代成肌细胞和良好骨骼肌中的 mRNA(甲基化组)
建立DMD mdx小鼠模型及其对应的健康小鼠。我们还将绘制 m6A 甲基化组图
在 DMD 患者来源的和健康的成肌细胞中,将我们的结论扩展到更具临床相关性的模型
系统。我们将机械地表征优先 m6A 目标 mRNA 的选定子集,这两个都是之前的
与 DMD 以及小说相关,以确定它们与 DMD 肌肉退化的联系。我们提出的
研究将通过揭示 DMD 中转录组范围的 m6A 靶 mRNA 产生重大影响,并提供
深入了解这种新机制失调引起的 DMD 病理生理学。
项目成果
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