基于ZFN技术Gcdh-/-大鼠模型的建立及其神经退行性变时Parthanatos通路的分子调控机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81200883
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0901.神经系统发育与代谢异常
  • 结题年份:
    2015
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2015-12-31

项目摘要

Glutaric aciduria type I (GA-1) is a single gene inherited disorder caused by the accumulation of GCDH gene mutation-induced metabolites, which results in a serious harm to the infants and young children' brain development and brings heavy psychological and economic burden to the affected family as well as on all society. In previous study, it is difficult to simulate the complex pathophysiological steps of GA-I using the existing research models: primary neuron culture, tissue homogenates, subcutaneous injection in rat and Gcdh-/- mice. Domestic and foreign scholars' understanding to this disease's pathogenesis has not yet unified. Therefore, the current pressing problem is to create new cells and animal models which can simulate GA-1's disease states and then to clarify the molecular mechanism of GA-I induced neuropathological damage. Our preliminary studies showed: ①GA can damage the mitochondrial function and induce the cell apoptosis, which will lead to the damage of neuron; ②GA activates the poly [ADP-ribose] polymerase 1 (PARP-1) transcription and promotes the AIF expression, which can cause the activation of parthanatos pathway and neural degeneration. Herein, our hypothesis is: to construct GCDH gene-knockout rat GA-1 model using ZFN technology; to explore the Parthanatos pathway's molecular process that is activated by GA and other metabolic accumulation; to screen the clinical intervention target which can provide a theoretical basis for GA-1 treatment; at the same time, to provide new ideas for studying the mechanism of such single gene disorders.
戊二酸尿症I型(GA I)是GCDH基因突变致代谢产物蓄积的单基因遗传病,严重危害婴幼儿脑发育,给家庭和社会带来沉重的心理和经济负担。既往以原代神经元、组织匀浆液、皮下注射大鼠和Gcdh-/-小鼠为研究模型,难以模拟该症的复杂过程;国内外学者对本症发病机制的认识亦尚未统一。为此,创建模拟GA I疾病状态的细胞和动物模型进而探明GA I神经病理损伤的分子机制成为当前亟待解决的难题。课题组前期研究和预实验提示:①戊二酸(GA)通过损伤线粒体功能和诱导细胞凋亡致神经元损伤;②GA激活PARP-1转录,促进AIF表达,诱发parthanatos通路,启动神经退行性变。鉴于此,课题组设想:应用ZFN技术,制作Gcdh-/-大鼠,建立新型GA I 模型,解析GA等代谢蓄积物启动Parthanatos通路的分子过程,筛选临床干预靶点,为其治疗提供理论基础,同时为此类单基因遗传病的机制研究提供新思路。

结项摘要

戊二酸尿症I 型(GA I)是GCDH基因突变致代谢产物蓄积的单基因遗传病,严重危害婴幼儿脑发育,给家庭和社会带来沉重的心理和经济负担。课题组利用TALEN技术成功构建Gcdh-/-大鼠,进而成功模拟GA I疾病状态的细胞和动物模型。通过标准、高赖氨酸饲养Gcdh-/-大鼠神经细胞,发现培养液中戊二酸等代谢产物蓄积,神经元细胞死亡增加;以三种Gcdh-/-基因型大鼠为基础,通过标准、低、高赖氨酸饮食饲养Gcdh-/-大鼠,高赖氨酸饮食成功诱导Gcdh-/-大鼠急病危象发生,高剂量组诱导急性纹状体损伤与患儿存在一定程度的相似。在饮食诱导Gcdh-/-大鼠模型基础上,顺利对其神经损伤的分子机制进行研究,发现随GA等代谢物蓄积增加,PARP-1表达增加。同时,PARP-1抑制剂能减弱GA等代谢物对神经细胞的损伤,进而提示Parthanatos 死亡通路核心分子PARP-1参与GA I神经退行性变,PARP-1抑制剂具有减弱Gcdh-/-大鼠代谢蓄积物触发Parthanatos 死亡的作用。上述研究提示,GCDH基因缺失,GA等代谢蓄积物可能通过激活PARP-1分子,触发PARP-1下游通路,进而启动纹状体神经元Parthanatos 死亡。

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)
Glutaric acid-mediated apoptosis in primary striatal neurons.
戊二酸介导的原代纹状体神经元细胞凋亡。
  • DOI:
    10.1155/2014/484731
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    BioMed research international
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Tian F;Fu X;Gao J;Ying Y;Hou L;Liang Y;Ning Q;Luo X
  • 通讯作者:
    Luo X
多聚腺苷酸二磷酸核糖聚合酶-1在乙醇致小鼠脑损伤中的表达及意义
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中华实验外科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    安金斗;王怀立;田培超;王华
  • 通讯作者:
    王华
瘦素受体基因rs1137101多态性与儿童肥胖遗传易感性的Meta分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中华实用儿科临床杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    安金斗;王怀立;王华;顾朝辉
  • 通讯作者:
    顾朝辉
白芦藜醇对凋亡诱导因子介导乙醇致幼鼠脑损伤的保护作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中华实验外科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    安金斗;王怀立;田培超;王华
  • 通讯作者:
    王华

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其他文献

人亮氨酸拉链肿瘤抑制基因1在肾癌组织的表达及意义
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中华实验外科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    顾朝辉;田凤艳;贾占奎;金志波;孟政雷;李冠儒;孙科;魏金星;杨锦建
  • 通讯作者:
    杨锦建
睾丸特异表达基因-1在乙醇致小鼠睾丸损伤模型中的表达及意义
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中华实验外科杂志
  • 影响因子:
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  • 作者:
    顾朝辉;田凤艳;李冠儒;贾占奎;孟政雷;孙科;魏金星;杨锦建;阚全程
  • 通讯作者:
    阚全程
肾损伤分子-1特异性小干扰RNA对肾癌细胞株786-0细胞增殖及细胞周期的影响
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  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中华实验外科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孟政雷;顾朝辉;田凤艳;贾占奎;李冠儒;孙科;曾甫清;杨锦建
  • 通讯作者:
    杨锦建

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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

        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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