应用类器官芯片研究Laminin在USH2A突变型视网膜色素变性发病中的作用及机制

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    82000943
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    16.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H1305.视网膜、脉络膜及玻璃体相关疾病
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2020
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2021-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Retinitis pigmentosa (RP) is a type of progressive blinding eye disease inherited by a single gene. In the Asian population, USH2A is a common mutant gene that causes RP, but its pathogenesis is unknown and treatment options are limited. Our previous experimental studies showed that USH2A mutant retinal organoids have abnormal morphological characteristics, which include delayed self-assembly of organoids, delayed differentiation of neuroepithelial layers, and significant down-regulation of laminin expression. However, the morphology of retinal organoids can be significantly improved through intervention to increase laminin expression. These results suggest that USH2A mutation may affect the development of retinal organoids by acting on the expression of Laminin. Therefore, this project establishes an individualized cellular disease model of patients with USH2A mutant RP through retinal organoids. The perfusion organoid chip system was used to optimize the differentiation of USH2A mutant retinal organoids and determine their regularity. Combined with transcriptome sequencing and differential molecular target interventions, the morphological, molecular and functional abnormalities of retinal organoids are dynamically detected. The role and molecular mechanism of Laminin in the development of retinal organoid with USH2A mutant is analyzed. At the same time, individualized drugs for RP disease of USH2A are screened to explore therapeutic targets. The overall impacts of this project include elucidating the molecular mechanism of RP onset and progression, exploring the correlation among abnormal protein expression resulting from RP mutations, RP clinical characteristics, and the phenotype of retinal organoid derived from RP patients. This will contribute greatly to our knowledge of RP disease development with USH2A mutant and offer novel insights on new treatment strategies.
视网膜色素变性(retinitis pigmentosa,RP)是一类单基因遗传的致盲性眼病。在我国人群中,USH2A是导致RP的常见突变基因,但其发病机制未明,治疗手段有限。我们前期研究显示:USH2A突变型视网膜类器官的形态异常与下调laminin表达量相关;而上调laminin的表达可以改善其病变类器官的形态结构。因此,本项目通过USH2A突变型RP患者的视网膜类器官疾病模型,利用灌流类器官芯片优化USH2A突变型视网膜类器官的分化并阐明其规律;结合转录组测序和差异分子靶点干预,动态分析视网膜类器官细胞的形态、分子及功能异常特征,阐明laminin在USH2A突变型视网膜类器官发育过程中的作用及分子机制,筛选相应的个体化药物,探索治疗靶点。明确Laminin在USH2A型基因突变-视网膜类器官疾病模型-患者临床表征的作用规律。为临床早期诊断、干预及治疗USH2A型RP提供新的思路。

结项摘要

遗传性视网膜变性疾病 (hereditary retinal diseases, HRD) 是一种遗传的视网膜退行性疾病,在全球范围内,HRD是导致严重视觉功能障碍的主要原因,其发病率约为1/3000。在我国,USH2A (c.8559-2A>G) 位点突变是RP和II型Usher综合征 (Usher syndrome type II, USH II)型视网膜变性疾病的高频突变位点。这两种疾病都属于常染色体隐性遗传,相同临床表征为夜盲,视野缺损和进行性视功能障碍,最终失明。视功能障碍不但对患者的日常生活和工作造成很大影响,也会加重家庭和社会的负担,由此带来严重的社会和经济问题。但是,目前对于USH2A(c.8559-2A>G)突变位点在RP/USH II视网膜变性疾病的致病机制和发病规律仍不清楚,缺乏有效的治疗手段。本项目通过招募USH2A型RP/USH II患者,利用体细胞重编程技术在体外建立USH2A (c.8559-2A>G)突变型RP/USH II患者诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cell, iPSC)的细胞系,明确USH2A (c.8559-2A>G)型RP/USH II患者的临床表征,研究USH2A (c.8559-2A>G)突变对病变iPSCs的影响;而后进一步分化成为视网膜类器官(ROs)疾病模型,搭建ROs芯片共培养体系,延长患者来源ROs的培养时间,研究USH2A (c.8559-2A>G)突变型RP/USH II疾病的发生机制。此外,我们通过构建了敲入型Ush2ac.8559-2A>G小鼠模型,验证明确USH2A (c.8559-2A>G)突变导致RP/USH II型疾病发生发展的分子机制。本研究为研究USH2A (c.8559-2A>G)突变型RP/USH II的临床表征提供理论依据,也为临床精准干预及治疗视网膜变性疾病提供新的思路。

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(1)
Characterization of three-dimensional multipotent adipose-derived stem cell spheroids
三维多能脂肪干细胞球体的表征
  • DOI:
    10.32604/biocell.2022.018442
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Biocell
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    HONGYANG LI;CHAN WANG;SHIWEI LIU;YONGLONG GUO;JIANSU CHEN
  • 通讯作者:
    JIANSU CHEN
Establishment of iPS cell line (KLRMMEi002-A) by reprogramming peripheral blood mononuclear cells from a patient with USH2A-associated Usher syndrome
通过重编程 USH2A 相关 Usher 综合征患者的外周血单核细胞建立 iPS 细胞系 (KLRMMEi002-A)
  • DOI:
    10.1016/j.scr.2022.102699
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Stem Cell Research
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Liying Liang;Yunxia Xue;Caiying Su;Jianing Wang;Luyin Chen;Ting su;Jianyu Ke;Linyao Xie;Zekai Cui;Quan Yu;Hon fai Chan;Jingxiang Zhong;Yonglong Guo;Jiansu Chen
  • 通讯作者:
    Jiansu Chen
Retinal organoids and microfluidic chip-based approaches to explore the retinitis pigmentosa with USH2A mutations
视网膜类器官和基于微流控芯片的方法探索 USH2A 突变引起的视网膜色素变性
  • DOI:
    10.3389/fbioe.2022.939774
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Frontiers in Bioengineering and Biotechnology
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Su, Ting;Liang, Liying;Zhang, Lan;Wang, Jianing;Chen, Luyin;Su, Caiying;Cao, Jixing;Yu, Quan;Deng, Shuai;Chan, Hon Fai;Tang, Shibo;Guo, Yonglong;Chen, Jiansu
  • 通讯作者:
    Chen, Jiansu

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其他文献

华北典型山区忻州不同小生境坡耕地土壤肥力特征
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    水土保持学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭永龙;毕如田;王瑾;苑韶峰
  • 通讯作者:
    苑韶峰
Transwell 接触共培养促进单散iPSCs 生长及分化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国病理生理杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘庆;郭永龙;郭晓令;连瑞玲;陈建苏
  • 通讯作者:
    陈建苏
损伤角膜修复重建中的ROCK抑制剂:促进角膜细胞增殖、迁移和黏附
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国组织工程研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张仕祺;朱芸菲;郭永龙;郑佳富;陈建苏
  • 通讯作者:
    陈建苏
概率统计下的多粒度搜索算法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    模式识别与人工智能
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    --
  • 作者:
    张清华;郭永龙;薛玉斌
  • 通讯作者:
    薛玉斌
重编程诱导多功能干细胞的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国病理生理杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭晓令;刘庆;王婵;郭永龙;余榕捷;陈建苏
  • 通讯作者:
    陈建苏

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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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