DNA甲基化在SCA3/MJD分子发病机制中的作用研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81271260
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 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:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

SCA3/MJD is one of the most common polyglutamine (polyQ) diseases. The virulence genes ATXN3 with CAG repeats dynamic mutation in coding region of 3'terminal, encodes protein product- - ataxin-3, which is causative due to its cytotoxicity caused by polyQ expansion mutations. It is supposed that epigenetics may participate in the modulation of CAG repeats dynamic mutation and ataxin-3 mutant expressio, causing genetic and clinical heterogeneity. This study is to apply DNA methylation chips to screen interesting genes from brain tissues of SCA3/MJD transgenic mice and patients; to apply bisulfite sequencing and ELISA methods to investigate whether DNA methylation modification of interesting genes and the expression levels of serum proteins can act as a potential biomarkers for diagnosising and reflecting duration of SCA3/MJD; to apply RT-PCR, HPLC to study the mechanism of abnormal DNA methylation of interesting genes caused by ataxin-3 mutant; to apply gene overexpression and RNAi approach to discuss the affects of interesting genes on cell growth and apoptosis processes; to apply SCA3/MJD transgenic cell and mice models to illustrate relationship between DNA methylation and CAG repeats dynamic mutation; to apply optogenetic tools to unravel relationship between DNA methylation and ATXN3 expression. This study will provide a new insight into the molecular pathogenesis of SCA3/MJD.
SCA3/MJD是多聚谷氨酰胺(polyQ)病中最常见的一种,致病基因ATXN3的3'端编码区内CAG重复序列发生动态突变,其编码蛋白ataxin-3发生polyQ扩展突变而具致病性。表观遗传可能参与调控CAG重复序列动态突变和ataxin-3蛋白表达而导致遗传和临床异质性。本研究拟应用DNA甲基化芯片从SCA3转基因小鼠和患者脑组织筛选感兴趣基因;应用重亚硫酸盐测序和ELISA探讨感兴趣基因DNA甲基化修饰和血清表达水平能否成为诊断和反映病程进展的标记物;应用RT-PCR、HPLC等探讨ataxin-3蛋白致感兴趣基因DNA甲基化异常的机制;应用基因过表达、RNAi等探讨感兴趣基因表达异常对细胞生长、凋亡的影响;应用SCA3转基因细胞和小鼠探讨DNA甲基化与CAG重复序列动态突变的关系;应用光遗传学技术探讨DNA甲基化与ATXN3表达的关系,为揭示该病的分子发病机制提供了新思路。

结项摘要

SCA3/MJD 是多聚谷氨酰胺(polyQ)病中最常见的一种,致病基因 ATXN3 的 3’端编码区内 CAG 重复序列发生动态突变,其编码蛋白 ataxin-3 发生 polyQ 扩展突变而具致病性。表观遗传可能参与调控 CAG 重复序列动态突变和 ataxin-3 蛋白表达而导致遗传和临床异质性。本项目聚焦于DNA甲基化,通过SCA3/MJD患者、SCA3/MJD转基因细胞和小鼠模型探讨DNA甲基化与SCA3/MJD发病机制的关系。在SCA3/MJD患者及健康对照中,通过重亚硫酸盐测序、RT-PCR结合启动子信息分析,发现SCA3/MJD病例组较正常对照组ATXN3基因启动子区的DNA甲基化水平升高,且该区域的甲基化水平升高与SCA3/MJD患者发病年龄提前和CAG重复序列动态突变有关;应用飞行时间质谱及PCR技术在SCA3/MJD病例组与正常对照组中检测了DNA 甲基化相关基因单核苷酸多态性(SNP),发现MBD1基因rs12957023可能与CAG动态突变相关,DNMT3A基因rs13420827及DNMT3L基因rs7354779可能与患者发病年龄相关。在转基因细胞模型中验证了DNA甲基化对表达的调控及主要修饰位点,并成功构建了转基因小鼠模型,探讨了SCA3/MJD小鼠的行为学,以及DNA甲基化差异对小鼠的影响。在SCA3/MJD转基因小鼠研究中挑选出19个差异甲基化基因及50个基因表达存在差异的基因进行焦磷酸测序及RT-PCR验证,联合二者结果发现其中Shh通路及Wnt信号通路可能参与SCA3/MJD发病过程,后续蛋白质生化及细胞生物学实验证实其分子机制的工作正在进行。我们的研究表明了,DNA甲基化可能通过影响ATXN3基因的功能或其他分子信号通路等过程而参与了SCA3/MJD的发病机制,这为SCA3/MJD等一类polyQ疾病的研究提供了新的方向,也为这一类疾病的治疗带来了新的前景。

项目成果

期刊论文数量(29)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Identification of a de novo DYNC1H1 mutation via WES according to published guidelines.
根据已发布的指南,通过 WES 鉴定从头 DYNC1H1 突变
  • DOI:
    10.1038/srep20423
  • 发表时间:
    2016-02-05
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Ding D;Chen Z;Li K;Long Z;Ye W;Tang Z;Xia K;Qiu R;Tang B;Jiang H
  • 通讯作者:
    Jiang H
Sodium valproate alleviates neurodegeneration in SCA3/MJD via suppressing apoptosis and rescuing the hypoacetylation levels of histone H3 and H4.
丙戊酸钠通过抑制细胞凋亡和挽救组蛋白 H3 和 H4 的低乙酰化水平来减轻 SCA3/MJD 的神经变性
  • DOI:
    10.1371/journal.pone.0054792
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    PloS one
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Yi J;Zhang L;Tang B;Han W;Zhou Y;Chen Z;Jia D;Jiang H
  • 通讯作者:
    Jiang H
Targeted Next-Generation Sequencing Revealed Novel Mutations in Chinese Ataxia Telangiectasia Patients: A Precision Medicine Perspective.
靶向下一代测序揭示了中国共济失调毛细血管扩张症患者的新突变:精准医学视角
  • DOI:
    10.1371/journal.pone.0139738
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    PloS one
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Chen Z;Ye W;Long Z;Ding D;Peng H;Hou X;Qiu R;Xia K;Tang B;Jiang H
  • 通讯作者:
    Jiang H
Kleine–Levin syndrome with brain atrophy
克莱恩莱文综合征伴脑萎缩
  • DOI:
    10.1016/j.jocn.2012.07.019
  • 发表时间:
    2013-07
  • 期刊:
    Journal of Clinical Neuroscience
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Shi, Yu-ting;Tang, Bei-sha;Jiang, Hong
  • 通讯作者:
    Jiang, Hong
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  • DOI:
    10.1371/journal.pone.0129052
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    PloS one
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Huang F;Long Z;Chen Z;Li J;Hu Z;Qiu R;Zhuang W;Tang B;Xia K;Jiang H
  • 通讯作者:
    Jiang H

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基于全基因组测序和人工智能的SCA3/MJD修饰基因鉴定及疾病预警平台建立
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  • 项目类别:
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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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