锌指蛋白ZC4H2调控神经系统发育的分子机制

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31871483
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1204.组织器官发育及体外构建
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The ZC4H2 gene on the X chromosome encodes a small Zinc finger factor. In human, mutations of ZC4H2 cause severe developmental defects, including global developmental delay, fetal akinesia, intellectual disability, and Arthrogryposis Multiplex Congenita. In a zebrafish model, knockout of ZC4H2 led to specific loss of ventral interneurons in the spinal cord. However, the function of ZC4H2 remains unknown. We have recently identified RNF220, an ubiquitin E3 ligase, as a key regulator of spinal neural patterning through regulation of Gli, the transcriptional effector of Shh signaling. In a yeast two-hybrid screen and following experiments, we found that ZC4H2 can bind and stabilize RNF220. In zebrafish models, we confirmed that loss of ZC4H2 and RNF220 yielded similar interneuron loss in the ventral spinal cord and that they interact genetically, supporting that ZC4H2 likely works through the RNF220-Gli path to regulate neural patterning. RNF220 is also involved in the development of locus coeruleus, a nucleus in the pons of the brainstem , which is the principal site for brain synthesis of norepinephrine. We have created a ZC4H2 conditional knockout mouse model, and found that locus coeruleus was also lost in the ZC4H2 knockout mouse embryos. In this project, we will analyze in detail the roles of ZC4H2 in neural development using both zebrafish and mouse models, and dissect the molecular mechanisms involved in its regulation of RNF220 and Gli signaling. This study would provide novel insights in neural patterning and ZC4H2 deficiency.
ZC4H2编码一种锌指蛋白,其突变与神经发育缺陷包括发育迟缓、智力障碍、运动能力低下等相关,但其作用机制尚不清楚。近期,我们鉴定了一个泛素连接酶RNF220,可通过对Shh信号通路等的调控参与脊髓、脑干、小脑等的发育。通过酵母双杂交等实验,我们发现ZC4H2可结合并稳定RNF220。我们构建了RNF220和ZC4H2敲除的斑马鱼和小鼠模型,初步分析表明,二者表现出相似的神经发育缺陷,提示ZC4H2正是通过RNF220参与神经发育调控的。本研究将系统分析ZC4H2敲除小鼠、斑马鱼胚胎神经系统发育表型与ZC4H2-RNF220的遗传互作,解析ZC4H2通过RNF220调控神经图式形成和脑干发育的分子机制。本研究将全面揭示ZC4H2缺陷的致病机理,为ZC4H2缺陷病人的诊断与治疗提供依据。

结项摘要

ZC4H2编码一种锌指蛋白,其突变与神经发育缺陷包括发育迟缓、智力障碍、运动能力低下等相关。本研究利用ZC4H2敲除小鼠、斑马鱼等模型,通过遗传学、分子细胞生物学方法系统解析了ZC4H2 通过调节泛素连接酶RNF220的稳定性及其与靶蛋白的相互作用,参与调控脊髓图式形成、蓝斑发育、神经干细胞分化、突触活性、少突胶质细胞分化等的分子机制,揭示了其可能的致病机制,圆满完成并拓展了预定研究计划。相关成果在主流学术刊物上发表研究论文6篇,应邀撰写综述一篇,培养博士研究生4名,应邀参加国际ZC4H2学术研讨会一次。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The many faces of the E3 ubiquitin ligase, RNF220, in neural development and beyond
E3 泛素连接酶 RNF220 在神经发育及其他领域的多面性
  • DOI:
    10.1111/dgd.12756
  • 发表时间:
    2021-11-11
  • 期刊:
    DEVELOPMENT GROWTH & DIFFERENTIATION
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Ma, Pengcheng;Mao, Bingyu
  • 通讯作者:
    Mao, Bingyu
Rnf220/Zc4h2-mediated monoubiquitylation of Phox2 is required for noradrenergic neuron development
Rnf220/Zc4h2 介导的 Phox2 单泛素化是去甲肾上腺素能神经元发育所必需的。
  • DOI:
    10.1242/dev.185199
  • 发表时间:
    2020-03-01
  • 期刊:
    DEVELOPMENT
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Song, Ning-Ning;Ma, Pengcheng;Ding, Yu-Qiang
  • 通讯作者:
    Ding, Yu-Qiang
Haploinsufficiency of the TDP43 ubiquitin E3 ligase RNF220 leads to ALS-like motor neuron defects in the mouse.
TDP43 泛素 E3 连接酶 RNF220 的单倍体不足导致小鼠 ALS 样运动神经元缺陷
  • DOI:
    10.1093/jmcb/mjaa072
  • 发表时间:
    2021-08-18
  • 期刊:
    Journal of molecular cell biology
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Ma P;Li Y;Wang H;Mao B
  • 通讯作者:
    Mao B
RNF220 is an E3 ubiquitin ligase for AMPA receptors to regulate synaptic transmission.
RNF220 是一种用于 AMPA 受体的 E3 泛素连接酶,可调节突触传递
  • DOI:
    10.1126/sciadv.abq4736
  • 发表时间:
    2022-09-30
  • 期刊:
    Science advances
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
  • 通讯作者:
ZC4H2 stabilizes RNF220 to pattern ventral spinal cord through modulating Shh/Gli signaling
ZC4H2 通过调节 Shh/Gli 信号传导稳定 RNF220 以形成腹侧脊髓模式
  • DOI:
    10.1093/jmcb/mjz087
  • 发表时间:
    2020-05-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF MOLECULAR CELL BIOLOGY
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Ma, Pengcheng;Song, Ning-Ning;Mao, Bingyu
  • 通讯作者:
    Mao, Bingyu

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其他文献

Sox1基因在爪蟾早期发育中的时空表达图式(英文)
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  • 通讯作者:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    毛炳宇;赵树华;石宇
  • 通讯作者:
    石宇

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毛炳宇的其他基金

泛素连接酶RNF220在神经系统图式形成中的功能与作用机制
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AI项目解读示例

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

        graph TD
          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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