基于iPS技术的AUTS2基因缺陷细胞模型的建立及机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81671362
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H1008.儿童和青少年精神行为障碍
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Autism, a complex neurodevelopmental disorder with high genetic heterogeneity, has become a serious common disorder to children’s health. As the etiology and pathogenesis are unclear, no effective treatments available. In our previous study, an exonic deletion of autism susceptibility candidate 2 (AUTS2) was identified in a patient with autism. His urinary cells (UCs) were cultured and reprogrammed to non-integrating induced pluripotent stem cells (iPSCs), and then differentiated to neural progenitor cells (NPCs). Compared with UCs-derived iPSCs/NPCs obtained from a healthy child, the expression of AUTS2 from the patient’s iPSCs/NPCs was decreased and Rac1 was also showed down-regulated. We tried to induce NPCs to mature neurons and found that electrophysiological function of the neuron from the patient was impaired. Given that Auts2 deletion could result in abnormal neuronal migration and neurite formation via repressing Rac1 activity in mice, we speculate that AUTS2 may affect electrophysiological function of neuron by binding Rac1. To confirm this hypothesis, the patient’s UCs-derived iPSCs/NPCs/neurocytes were established to explore the role of AUTS2 and pathogenesis of autism in order to provide a scientific and experimental basis for discovery of new pharmacological targets and individualized treatment.
孤独症是具有高度遗传异质性的神经发育障碍性疾病,已成为严重影响儿童健康的常见病。因病因和发病机制不明,迄今仍缺乏有效治疗措施。我们前期在1例孤独症患儿中检测到孤独症易感候选基因2(AUTS2)缺失突变,收集患儿尿液,将尿液细胞(UCs)重编程为iPSCs,并进一步诱导为神经前体细胞(NPCs),发现与健康儿童的iPSCs/NPCs相比,AUTS2表达降低,Rac1表达也下调;我们尝试将NPCs分化为神经元,发现其电生理功能异常。动物实验显示Auts2缺陷可抑制Rac1活性导致神经元迁移及神经突形成缺陷,因此我们推测人AUTS2可以通过调控Rac1的表达影响神经细胞电生理功能。为证实本假说,本研究拟建立AUTS2缺陷患儿iPSCs/NPCs模型,以此探讨AUTS2和Rac1对神经细胞表型及电生理功能的影响,揭示AUTS2缺陷所致孤独症的分子机制,为寻找孤独症个体化治疗药物靶点提供依据。

结项摘要

孤独症易感候选基因2(AUTS2)与儿童孤独症的发病密切相关,但机制并不清楚。我们前期收集了1例AUTS2缺失突变的孤独症患儿的尿液细胞并重编程为iPSCs。在本课题中,我们将其进一步诱导为神经前体细胞(NPCs),发现与健康儿童的NPCs相比,患儿NPCs中AUTS2表达降低,Rac1表达也下调。进一步将NPCs分化为神经元,发现患儿来源的神经元细胞表型和电生理功能均异常。随后将AUTS2在神经细胞中过表达后,神经元的神经突显著变长变粗,与正常神经元也有差别。而双荧光素酶报告载体实验和蛋白质免疫共沉淀实验发现AUTS2能够直接调控RAC1的启动子促进其表达,而与RAC1蛋白无直接相互作用。最后,转录组测序发现AUTS2缺陷的神经细胞中DCX等下游基因的表达也发生了变化,且DCX的启动子受到AUTS2的调控。我们的研究结果初步揭示了AUTS2缺陷导致孤独症的分子机制,为孤独症的临床诊断和治疗提供了理论依据,对寻找孤独症个体化的药物治疗靶点具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Generation of an induced pluripotent stem cell line (SDQLCHi003-a) from a patient with short rib-thoracic dysplasia syndrome type III carrying compound heterozygous mutations in DYNC2H1
从患有 DYNC2H1 复合杂合突变的 III 型短肋胸廓发育不良综合征患者中产生诱导多能干细胞系 (SDQLCHi003-a)
  • DOI:
    10.1016/j.scr.2019.101505
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Stem Cell Research
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Zhang Haiyan;Ma Yanyan;Song Fengling;Yang Xiaomeng;Li Yue;Guan Jingyun;Lv Yuqiang;Gao Min;Ma Jian;Liu Yi;Gai Zhongtao
  • 通讯作者:
    Gai Zhongtao
Establishment of a human iPSC line (SDQLCHi010-A) from a patient with optic nerve malformation carrying a heterozygous mutation in PAX6 gene
从携带 PAX6 基因杂合突变的视神经畸形患者建立人 iPSC 系 (SDQLCHi010-A)
  • DOI:
    10.1016/j.scr.2019.101611
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Stem Cell Research
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Zhang Haiyan;Ma Yanyan;Yu Shujuan;Yang Xiaomeng;Li Yue;Guan Jingyun;Dong Rui;Gai Zhongtao;Yi Liu
  • 通讯作者:
    Yi Liu
An integration-free iPSC line (SDQLCHi012-A) derived from a patient with inflammatory bowel disease-28 carrying compound heterozygote mutations in IL10RA gene
源自患有炎症性肠病 28 的患者的无整合 iPSC 系 (SDQLCHi012-A),该患者携带 IL10RA 基因复合杂合子突变
  • DOI:
    10.1016/j.scr.2019.101577
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Stem Cell Research
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Ma Yanyan;Zhang Haiyan;Zhang Shisong;Dong Rui;Yang Xiaomeng;Li Yue;Guan Jingyun;Gai Zhongtao;Yi Liu
  • 通讯作者:
    Yi Liu
Establishment of a human induced pluripotent stem cell line (SDQLCHi005-A) from a patient with mastocytosis carrying heterozygous mutation in KIT gene
源自携带 KIT 基因杂合突变的肥大细胞增多症患者的人诱导多能干细胞系 (SDQLCHi005-A) 的建立
  • DOI:
    10.1016/j.scr.2019.101565
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Stem Cell Research
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Zhang Haiyan;Ma Yanyan;Yan Beibei;Yang Xiaomeng;Li Yue;Guan Jingyun;Dong Rui;Liu Yi;Gai Zhongtao
  • 通讯作者:
    Gai Zhongtao
Great Expectations: Induced pluripotent stem cell technologies in neurodevelopmental impairments.
远大的期望:诱导多能干细胞技术治疗神经发育障碍
  • DOI:
    10.7150/ijms.51842
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    International journal of medical sciences
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Zhang X;Li Z;Liu Y;Gai Z
  • 通讯作者:
    Gai Z

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其他文献

EV71临床分离株BALB/c小鼠致病特点分析
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  • 发表时间:
    2012
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    山东大学学报(医学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宋楠楠;张颖;李鹏;岳盈盈;李志会;盖中涛;孟红
  • 通讯作者:
    孟红
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    孟红
重症手足口病患者气管插管吸出液中肠道病毒71型的分离与鉴定
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    山东大学学报(医学版)
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    岳盈盈;张颖;李鹏;李志会;宋楠楠;纪璇;盖中涛;孟红
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宿主抑菌剂美金刚抑制多重耐药菌肠外致病性大肠埃希氏菌(O75:K1:H5)的研究
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  • 期刊:
    第七届中国临床微生物学大会暨微生物学与免疫学论坛论文汇编
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  • 作者:
    王世富;何肖龙;余晶仪;张乐海;彭亮;盖中涛;黄胜和
  • 通讯作者:
    黄胜和

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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