成纤维细胞转录因子Krüppel-样因子4(Klf4)调控心脏纤维化重塑的作用与机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81770250
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0202.心肌损伤、修复、重构和再生
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Cardiac fibrosis is a common pathogenic process of various cardiovascular diseases, and always leads to heart failure and arrhythmia in the end. Myofibroblasts activation and inflammatory infiltration play a pivotal role in fibrosis, but the key regulatory molecules and mechanisms are unclear in this process. Our published works and preliminary results showed that the transcription factor Krüppel-like factor 4 (Klf4) was elevated in fibrotic hearts, and it was located in fibroblasts. Moreover, myofibroblast-specific Klf4 knockout inhibited cardiac fibrosis which was induced by angiotensin II perfusion. With Chromatin Immunoprecipitation (ChIP)-seqencing and RNA-seqencing analysis, we found angiopoietin-like 2 (Angptl2) was a potential target gene of Klf4. Consequently, we hypothesize that fibroblast-expressed Klf4 transcriptionally regulates the expression of Angptl2, which in turn promotes fibroblast-to-myofibroblast differentiation, and increases the secretion of chemokines which mediated macrophage infiltration, and eventually leading to cardiac fibrotic remodeling induced by hypertension. In this study, we plan to validate our proposal in vivo by using fibroblast-specific Klf4 knockout mice and combine with overexpression of Angptl2 in mouse by lentivirus injection. Furthermore, transcriptional activity of Klf4 on Angptl2 in fibroblasts, and co-culture of fibroblasts and macrophages will be applied to investigate the mechanism underlying our preliminary findings and to explore the role of Klf4 in cardiac fibrosis.
心脏纤维化是多种心血管疾病的共同病理过程,导致心衰和心律失常。肌成纤维细胞活化及炎症浸润是纤维化的重要因素,但其关键调控分子和机制并不清楚。申请人已发表工作和预实验提示Krüppel-样因子4 (Klf4)在纤维化心脏中表达升高,定位于成纤维细胞;肌成纤维细胞Klf4敲除可抑制血管紧张素II灌注造成的高血压心脏纤维化。通过ChIP-seq结合RNA-seq找到了Klf4可能的关键靶基因血管生成素样蛋白2(Angptl2)。据此我们推测成纤维细胞Klf4通过转录调控Angptl2,促进成纤维细胞转分化为肌成纤维细胞,并分泌趋化因子增加巨噬细胞浸润,介导高血压心脏纤维化重塑。本课题拟用成纤维细胞Klf4敲除小鼠结合慢病毒介导Angptl2过表达进行整体研究,在细胞中通过Klf4对Angptl2转录活性分析、成纤维与巨噬细胞共培养等手段进行机制探讨,揭示Klf4在心脏纤维化中的作用。

结项摘要

心脏受到压力负荷等诸多因素刺激会引发细胞外基质异位沉积,导致心脏纤维化,这一病理变化与远期左心室重构、心律失常、心力衰竭甚至猝死的发生密切相关,因而探究其机制,寻找干预靶点具有积极意义。成纤维细胞的活化和转分化在心脏纤维化过程中发挥核心作用,但其关键的调控分子和机制尚有待研究,并且纤维化进程中存在肌成纤维细胞的衰老,促进其早期衰老有助于抑制纤维化。.Krüppel-样因子4(Klf4)作为转录因子参与调节细胞的存活、分化、凋亡等生物过程,与诸多心血管重塑疾病发生相关。本课题中我们利用血管紧张素II(AngII)灌注和主动脉弓缩窄(TAC)建立心脏纤维化和心力衰竭模型,检测到Klf4在心脏成纤维细胞中表达上调。进一步构建在Col1a2+成纤维细胞中和αSMA+的肌成纤维细胞和平滑肌细胞中特异敲除Klf4的小鼠,发现在Col1a2+细胞中敲除Klf4可促进压力负荷诱导的心脏纤维化和心衰,而在αSMA+细胞中敲除Klf4结果相反。为研究机制,我们在成纤维细胞系过表达Klf4,通过RNA-seq和ChIP-seq结合TAC模型RNA-seq及心力衰竭患者单细胞RNA-seq数据分析,发现并验证了Klf4对肽酶抑制分子Pi16的直接转录调控,且Pi16高表达在成纤维细胞;进而在诱导衰老的成纤维细胞中我们检测到Klf4和Pi16的表达上调;鉴于Pi16调控HDAC1对心脏纤维化发挥抑制作用,而HDAC1调节细胞衰老,因而Pi16可能为介导Klf4调控成纤维细胞衰老从而抑制纤维化的关键分子。此外,我们的工作还探讨了细胞外基质沉积和降解的调节机制,阐明了细胞DNA损伤、补体活化C3a-C3a受体信号和Spp1在此过程中的作用。.总之,本课题揭示了成纤维细胞Klf4抑制压力负荷导致的心脏纤维化和心力衰竭的作用和机制,并阐述了细胞外基质降解和沉积的调控机制,为心脏纤维化疾病的治疗提供潜在靶点。

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(0)
Complement 5a stimulates macrophage polarization and contributes to tumor metastases of colon cancer
补体 5a 刺激巨噬细胞极化并导致结肠癌肿瘤转移
  • DOI:
    10.1016/j.yexcr.2018.03.009
  • 发表时间:
    2018-05-15
  • 期刊:
    EXPERIMENTAL CELL RESEARCH
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Piao, Chunmei;Zhang, Wen-Mei;Du, Jie
  • 通讯作者:
    Du, Jie
The Complement C3a-C3aR Axis Promotes Development of Thoracic Aortic Dissection via Regulation of MMP2 Expression
补体 C3a-C3aR 轴通过调节 MMP2 表达促进胸主动脉夹层的发展
  • DOI:
    10.4049/jimmunol.1601386
  • 发表时间:
    2018-03-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF IMMUNOLOGY
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Ren, Weihong;Liu, Yan;Du, Jie
  • 通讯作者:
    Du, Jie
Exaggerated Autophagy in Stanford Type A Aortic Dissection: A Transcriptome Pilot Analysis of Human Ascending Aortic Tissues.
斯坦福 A 型主动脉夹层中的夸大自噬:人类升主动脉组织的转录组初步分析
  • DOI:
    10.3390/genes11101187
  • 发表时间:
    2020-10-13
  • 期刊:
    Genes
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Zhou Z;Liu Y;Zhu X;Tang X;Wang Y;Wang J;Xu C;Wang D;Du J;Zhou Q
  • 通讯作者:
    Zhou Q
Excessive DNA damage mediates ECM degradation via the RBBP8/NOTCH1 pathway in sporadic aortic dissection
散发性主动脉夹层中过度 DNA 损伤通过 RBBP8/NOTCH1 通路介导 ECM 降解
  • DOI:
    10.1016/j.bbadis.2021.166303
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhou Zeyi;Liu Yan;Gao Shijuan;Zhou Mei;Qi Feiran;Ding Ningyu;Zhang Junmeng;Li Ruisha;Wang Junxia;Shi Jian;Yu Ronghuang;Wang Yali;Li Yulin;Pan Jun;Du Jie;Wang Dongjin
  • 通讯作者:
    Wang Dongjin

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其他文献

北京市某高校大学生拒绝接种乙肝疫苗行为的质性研究
  • DOI:
    10.13723/j.yxysh.2016.04.022
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    医学与社会
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘燕;胡晓江;彭向东
  • 通讯作者:
    彭向东
外源抗氧化剂对春石斛类原球茎超低温保存的影响
  • DOI:
    10.13592/j.cnki.ppj.2015.0335
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    植物生理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    狄玮;贾梦雪;刘燕
  • 通讯作者:
    刘燕
Node importance to community based caching strategy for information centric networking
以信息为中心的网络中基于社区的缓存策略的节点重要性
  • DOI:
    10.1002/cpe.4797
  • 发表时间:
    2018-08
  • 期刊:
    Concurrency and Computation: Practice and Experience
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    单纯;蔡君;刘燕;罗建桢
  • 通讯作者:
    罗建桢
高效液相色谱法法测定TH-302肝动脉栓塞微球的体外释放药量
  • DOI:
    10.13220/j.cnki.jipr.2018.04.013
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    国际药学研究杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐雪梅;渠海贤;高越;梅兴国;喻芳邻;刘燕;王志军;施瑞珊;赵悦;俞捷;李志平
  • 通讯作者:
    李志平
叶圈微生物的群落结构与生态功能研究进展
  • DOI:
    10.13866/j.azr.2018.02.11
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    干旱区研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘燕;徐志才;唐立松
  • 通讯作者:
    唐立松

其他文献

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刘燕的其他基金

巨噬细胞胱天蛋白酶募集域蛋白9(CARD9)调控心梗后损伤修复的机制研究
  • 批准号:
    81300120
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

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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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