CREB1调控BRCA1介导的同源重组修复在昼夜节律紊乱导致精子DNA损伤中的作用及机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81903293
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3002.职业卫生与职业病学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Sperm DNA damage is one of the important reasons for the decline of male fertility. In our previous study, we found that the DNA double-strand breaks in the sperm of shift workers increased than that of the control group, suggesting that circadian rhythm disorder may be related to double-stranded sperm DNA damage. However, the specific mechanism is unclear. By establishing the circadian rhythm disorder model in mice, we found that the homologous recombination repair pathway in testicular tissue was inhibited and the chromosome recombination rate was decreased. Preliminary evidence showed that Brca1, a key factor on the upstream of this pathway, was regulated by the circadian clock gene Creb1, and the expressions of both Creb1 and Brca1 were inhibited in mice model of circadian rhythm disorder. Therefore, we proposed that circadian rhythm disorder may inhibit Brca1 expression by down-regulating Creb1, and then inhibit homologous recombination repair function, thus aggravating the double-strand breakage of sperm DNA. In this study, we will analyze the DNA strand breaking effect caused by circadian rhythm disorders by animal and cell experiments, and study the roles of Creb1 and Brca1 in homologous recombination repair inhibition and sperm DNA strand breaking caused by circadian rhythm disorders. This study will clarify the regulatory mechanism of Creb1 on Brca1. We will also verify these results in human semen samples and testicular tissues. This project will help to reveal the molecular mechanism of sperm DNA damage caused by circadian rhythm disorder and provide a reference for the development of protective strategies.
精子DNA链断裂损伤是男性生育力下降的重要原因。我们前期发现倒班男性精子DNA双链断裂增多,提示昼夜节律紊乱可能与DNA双链断裂有关,但具体机制不明。通过建立小鼠昼夜节律紊乱模型,我们发现其睾丸组织中同源重组修复通路受到抑制,染色体重组率降低。初步证据显示该通路上游的关键因子Brca1受到生物钟基因Creb1调控,且节律紊乱模型中Creb1和Brca1表达都受到抑制。因此我们提出:昼夜节律紊乱可能通过下调Creb1调控Brca1表达,抑制同源重组修复功能,从而加重精子DNA双链断裂。本研究拟利用动物和细胞实验分析昼夜节律紊乱导致的DNA链断裂效应,研究Creb1和Brca1在昼夜节律紊乱导致的同源重组修复抑制及精子DNA链断裂中的作用,阐明Creb1对Brca1的调控机制;并在人类精子和睾丸组织中加以验证。本项目有助于揭示昼夜节律紊乱致精子DNA损伤的分子机制,为防护策略的开发提供参考。

结项摘要

精子遗传损伤是现代男性常见的精液异常,也是导致男性生育能力下降的重要原因。其中DNA链断裂是较为严重的遗传损伤形式。倒班工作是现代社会常见的职业暴露。倒班工作的主要特点是由于工作时间的不断变化,使人体昼夜节律紊乱,进而导致各种损害效应;但其对精子DNA损伤的影响却缺乏研究。我们前期在社区人群中研究发现从事倒班工作的男性精子DNA双链断裂程度显著高于不从事倒班的男性。本研究中我们通过建立小鼠昼夜节律紊乱模型,发现小鼠精子DNA双链断裂损伤增加,其睾丸组织中同源重组修复通路受到抑制。转录组测序发现其同源重组修复通路发生显著变化,该通路上游的关键因子BRCA1及生物钟基因CREB1表达降低。进一步发现CREB1通过调控BRCA1启动子活性进而促进基因转录,在精母细胞中敲低CREB1表达抑制了BRCA1的表达及同源重组修复能力,促进H2O2诱导的细胞损伤。同样,敲低BRCA1也抑制同源重组修复,促进H2O2诱导DNA损伤的发生。并且,我们利用数字PCR技术检测了人精子RNA中CREB1和BRCA1的表达,发现CREB1与BRCA1表达存在显著正相关;进一步分析发现,CREB1和BRCA1的表达在高DFI样本降低,且表达水平与DFI呈负相关。本项目揭示了昼夜节律紊乱导致的精子DNA链断裂效应,阐明CREB1对BRCA1的调控及在昼夜节律紊乱导致的同源重组修复抑制及精子DNA损伤中的作用,可为相关防护策略的制定提供参考。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Deoxyribonucleic acid methylation signatures in sperm deoxyribonucleic acid fragmentation
精子脱氧核糖核酸碎片中的脱氧核糖核酸甲基化特征
  • DOI:
    10.1016/j.fertnstert.2021.06.025
  • 发表时间:
    2021-10-29
  • 期刊:
    FERTILITY AND STERILITY
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Zhu,Weijian;Jiang,Lei;Ni,Wuhua
  • 通讯作者:
    Ni,Wuhua
DNA comethylation analysis reveals a functional association between BRCA1 and sperm DNA fragmentation
DNA 共甲基化分析揭示了 BRCA1 与精子 DNA 碎片之间的功能关联
  • DOI:
    10.1016/j.fertnstert.2022.01.025
  • 发表时间:
    2022-05-06
  • 期刊:
    FERTILITY AND STERILITY
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Zhu,Weijian;Jiang,Lei;Ni,Wuhua
  • 通讯作者:
    Ni,Wuhua
Altered m(6) A modification is involved in up-regulated expression of FOXO3 in luteinized granulosa cells of non-obese polycystic ovary syndrome patients.
m(6)A修饰的改变参与非肥胖多囊卵巢综合征患者黄素化颗粒细胞中FOXO3表达的上调
  • DOI:
    10.1111/jcmm.15807
  • 发表时间:
    2020-10
  • 期刊:
    Journal of cellular and molecular medicine
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Zhang S;Deng W;Liu Q;Wang P;Yang W;Ni W
  • 通讯作者:
    Ni W
不同外科手术取精时机对卵胞浆内单精子注射临床结局的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    温州医科大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    潘承双;张欢;徐芝慧;金建远;费前进;倪吴花
  • 通讯作者:
    倪吴花

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其他文献

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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