TYK2致病变异通过影响JAK-STAT信号转导通路抑制麻风免疫应答的分子机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81602746
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    17.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H12.皮肤病学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

TYK2 has been identified as one of susceptibility genes of leprosy previously. Next generation sequencing has been employed to determine the rare variant rs55882956 (G/A,p.R703W), which was located in the pseudokinase domain of TYK2. This domain did not show phosphotransfer activity, but it binds ATP and the nucleotide binding stabilizes the protein. Mutation of the domain ATP-binding pocket increased basal TYK2 phosphorylation and downstream signaling.In our previous study, the result of protein structural analysis suggests that the rs55882956 has a strong destabilizing effect on the protein structure, indicating that the rare variant may be involved in pathogenesis of leprosy via influence the Janus kinase (JAK)/signal transducer and activator of transcription (STAT) signal transduction pathway, but the mechanism remains unclear. To figure out that question, the rare variant rs55882956 (p.R703W) have been validated to be causal variant in 1,000 leprosy cases and 1,000 health controls by genotyping analysis. Furthermore, transcriptome sequencing,qPCR, immunochemistry, Western Blot will be conducted to clarify how the causal variant affects the function of TYK2. The mechanism of causal variant will be explored using gene knock-down Zebrafish. The phosphorylation of TYK2 and STAT will be detected in vitro methods. This study will be greatly advancing the biological understanding of leprosy as well as other mycobacteria infectious diseases.
课题组前期发现TYK2为麻风易感基因,深度测序显示其编码区域变异位点rs55882956与疾病的相关性最强。rs55882956位于TYK2蛋白的假激酶功能区域,蛋白结构分析发现该变异影响TYK2蛋白结构稳定性,提示其可能通过妨碍JAK-STAT信号转导,进而影响巨噬细胞、树突状细胞、NK细胞等对病原微生物的识别及杀伤,从而导致疾病的发生,目前尚缺乏实验证实。课题组已对测序所得变异位点进一步验证并明确为致病变异。后续课题组拟利用转录组测序、qPCR、免疫组化、免疫印迹等技术阐述致病变异对TYK2基因功能的影响;而后利用吗啉代反义寡核苷酸Knock-down斑马鱼探讨致病变异的致病性;同时构建突变型细胞系,检测该变异位点对JAK-STAT信号通路蛋白磷酸化水平影响,以最终阐释麻风的发病机理,为疾病风险预测、疾病干预等累积基础。

结项摘要

背景:课题组前期发现TYK2为麻风易感基因,变异位点rs55882956与疾病的相关性最强。rs55882956位于TYK2蛋白的假激酶功能区域,蛋白结构分析发现该变异影响TYK2蛋白结构稳定性,提示其可能通过妨碍JAK-STAT信号转导,进而影响机体对病原微生物的识别及杀伤,导致疾病的发生,但目前尚缺乏实验证实。.研究内容:.1.研究TYK2基因和其免疫通路相关基因在麻风患者和健康对照皮肤组织中转录水平的表达差异:选取麻风病例27例(多菌型19例,少菌型8例)及健康志愿者18例的皮肤组织,进行RNA-SEQ实验;选取额外的患者11例(多菌型9例,少菌型2例)及5例健康志愿者皮肤进行QPCR实验;.2.研究TYK2蛋白在麻风患者和健康对照皮肤组织中是否有表达差异:选取10例(其中多菌型5例,少菌型5例)麻风患者及健康志愿者5例的皮肤蜡块组织进行免疫组化实验;.3.研究海鱼分枝杆菌感染小鼠巨噬细胞后TYK2转录水平的表达:用不同剂量的海鱼分枝杆菌刺激RAW264.7细胞,共培养,分别在不同时间点收集细胞,通过qPCR测定TYK2mRNA表达量;.4.研究海鱼分枝杆菌感染诱导为巨噬细胞后的人THP-1细胞后TYK2蛋白翻译水平的表达:用不同剂量的海鱼分枝杆菌刺激诱导为巨噬细胞的THP-1细胞,分别在不同时间点收集细胞通过western-blot测TYK2蛋白表达量。.结果:.1.RNA-SEQ实验、qPCR实验中麻风组织中TYK2转录水平TYK2mRNA表达量均明显高于正常组织(P<0.01),但TYK2表达量在多菌性(MB)和少菌型(PB)麻风患者组织中并无差异(P>0.05);.2.免疫组化示麻风患者组织中TYK2蛋白表达量明显高于正常对照组织,且表达量在MP、BP中并没有明显差异(P<0.01);.3.与TYK2通路相关的多个基因在麻风组织中的表达量明显高于正常对照组(P<0.01);.4.海鱼分枝杆菌刺激RAW264.7细胞后TYK2mRNA表达量明显升高,且表达量与菌量成正相关;.5.海鱼分枝杆菌刺激诱导为巨噬细胞的THP-1细胞,TYK2蛋白表达量明显升高,且与刺激时间成正相关。.结论:本次实验首次报道基因TYK2与麻风的可能相关性,其可能是通过参与巨噬细胞对麻风分枝杆菌的吞噬作用参与到麻风的免疫反应过程。

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)
Discovery of 4 exonic and 1 intergenic novel susceptibility loci for leprosy
发现 4 个外显子和 1 个基因间新的麻风易感位点
  • DOI:
    10.1111/cge.13376
  • 发表时间:
    2018-06
  • 期刊:
    Clinical Genetics
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Wang Z;Mi Z;Wang H;Sun L;Yu G;Fu X;Wang C;Bao F;Yue Z;Zhao Q;Wang N;Cheng X;Liu H;Zhang F
  • 通讯作者:
    Zhang F
Genome-Wide Analysis of Protein-Coding Variants in Leprosy
麻风病蛋白质编码变异的全基因组分析
  • DOI:
    10.1016/j.jid.2017.08.004
  • 发表时间:
    2017-12-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF INVESTIGATIVE DERMATOLOGY
  • 影响因子:
    6.5
  • 作者:
    Liu, Hong;Wang, Zhenzhen;Zhang, Furen
  • 通讯作者:
    Zhang, Furen

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其他文献

Ⅱ型先天性厚甲症一家系KRT基因突变检测
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国麻风皮肤病杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曹静;孙乐乐;付希安;王真真;于功奇;刘红;张福仁
  • 通讯作者:
    张福仁

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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