以“病人特异性”诱导多能干细胞来源的心肌细胞为模型研究TMEM43基因突变引起致心律失常性右室心肌病的分子机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81870175
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H02.循环系统
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy (ARVC) is a genetic cardiomyopathy characterized by hypokinetic areas involving the free wall of the right ventricle with fibrofatty replacement of the right ventricular myocardium, leading to enlarged ventricle, severe arrhythmias and sudden cardiac death, which is a serious threat to human health. It has been reported that TMEM43 is an ARVC-associated gene since 2008, however, little is known about the function of TMEM43, and little is known about how TMEM43 gene mutation causing ARVC. We have successfully recruited 1 ARVC patient carrying TMEM43 gene mutation as well as 3 healthy control subjects. Using induced pluripotent stem cell (iPSC) model, we have performed functional tests and our preliminary data demonstrated clear disease phenotype including increased lipidosis and arrhythmias, and significantly differential NF-κB and calcium signaling pathways in ARVC patient-specific iPSC-derived cardiomyocytes (iPSC-CMs), as compared to control cells. In this project, taking advantage of established iPSC model, we will reveal the disease phenotype of ARVC, and elucidate the role of TMEM43 in regulating cardiac function; we will then confirm and validate the regulatory role of TMEM43 in ARVC pathogenesis, screen ARVC-related gene targets that are associated with TMEM43, and deeply analyze down-stream signaling pathways. We believe this project will fully elucidate the role of TMEM43 gene mutation in ARVC pathogenesis and its underlying mechanism, which will provide new clues for developing new diagnosis and/or treatment approaches for ARVC.
致心律失常性右室心肌病(ARVC)是一种遗传性心肌病,以右室内心肌萎缩和纤维脂肪组织替代为特征,临床表现为心室扩大、恶性心律失常和心源性猝死,严重危害人民健康。跨膜蛋白43(TMEM43)是2008年发现的ARVC相关基因,但对于该基因的功能知之甚少,对于该基因突变如何引起ARVC疾病发生很不清楚。前期研究中我们入组了1例携带TMEM43突变的ARVC病人与3例健康受试者并应用诱导多能干细胞(iPSC)模型进行了初步的功能学研究,我们的预实验数据提示病人组心肌细胞出现脂性增加、心律失常等疾病表型,且NF-κB、钙调控等信号通路显著异常。本项目将应用建立的iPSC模型,揭示ARVC的功能学表型,明确TMEM43的功能,筛选ARVC发生中与TMEM43相关的靶基因和信号通路。通过以上研究,本项目将阐明TMEM43基因突变引起ARVC疾病发生的分子机制,为发展ARVC的诊断和治疗新方法打下基础。

结项摘要

致心律失常性右心室心肌病(Arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy, ARVC)是一种罕见的遗传性心肌病,该疾病以危及生命的心律失常为主要特征。尽管TMEM43已被确定为ARVC相关致病基因,但ARVC患者中TMEM43突变与心脏电生理异常之间的分子联系尚不明确。在本项目的研究中,我们发现一个新位点TMEM43突变(TMEM43-P386S)引起肌浆网(sarcoplasmic reticulum,SR)异常Ca2+释放,从而导致ARVC患者来源诱导多能干细胞衍生的心肌细胞(induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes, iPSC-CMs)的心律失常表型。进一步分子机制机制研究表明,TMEM43与核膜蛋白lamin B2存在相互作用,TMEM43-P386S导致ARVC iPSC-CMs中lamin B2错误定位及核膜结构出现异常,并使得包括RYR2在内的下调基因周围启动子染色质开放区域减少。Tau-STED超分辨显微镜成像结果提示,ARVC iPSC-CMs中RYR2被下调,存在过度磷酸化并聚集成更小的簇,导致RYR2介导的SR Ca2+泄漏增强。最后,通过抗心律失常药物的氟卡因或CaMKII抑制剂KN93稳定RYR2活性有效挽救了ARVC iPSC-CMs的心律失常表型。这些发现展现了TMEM43相关ARVC心律失常事件发生增加的新机制及疾病干预的新策略。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(4)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
瞬时受体电位M4 通道与心血管疾病的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中国动脉硬化杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    范航平;王洪坤;王晓晨;梁平
  • 通讯作者:
    梁平
Generation of an induced pluripotent stem cell line from a patient carrying FBN1/c.6734 G > A mutation
从携带 FBN1/c.6734 G > A 突变的患者中生成诱导多能干细胞系
  • DOI:
    10.1016/j.scr.2021.102459
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Stem Cell Research
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Ziwei Pan;Hongkun Wang;Hao Wang;Yong Liu;Ping Liang
  • 通讯作者:
    Ping Liang
Hyperactivation of platelet-derived growth factor signalling contributes to arrhythmogenesis in Brugada syndrome
血小板衍生生长因子信号传导的过度激活导致布鲁格达综合征的心律失常发生
  • DOI:
    10.1002/ctm2.715
  • 发表时间:
    2022-03
  • 期刊:
    Clinical and Translational Medicine
  • 影响因子:
    10.6
  • 作者:
    Wang H;Xu L;Han S;Wang X;Wang H;Zhou J;Shen J;Yang Z;Yu L;Huang Z;Gong T;Qi M;Yang F;Liang P
  • 通讯作者:
    Liang P
Human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes reveal abnormal TGFβ signaling in type 2 diabetes mellitus
人类诱导多能干细胞衍生的心肌细胞揭示 2 型糖尿病中异常的 TGFβ 信号传导
  • DOI:
    10.1016/j.yjmcc.2020.03.016
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Molecular and Cellular Cardiology
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Ling Tang;Hongkun Wang;Bing Dai;Xiaochen Wang;Danni Zhou;Jiaxi Shen;Fengfeng Guo;Jue Wang;Jingjun Zhou;Hao Wang;Qingqian Wu;Hao Yao;Tingyu Gong;Jun Su;Zhuo-Xian Meng;Tianye Niu;Li Zhang;Ping Liang
  • 通讯作者:
    Ping Liang
Characterization of the molecular mechanisms underlying azithromycin‐induced cardiotoxicity using human‐induced pluripotent stem cell‐derived cardiomyocytes
使用人诱导多能干细胞衍生的心肌细胞表征阿奇霉素诱导心脏毒性的分子机制
  • DOI:
    10.1002/ctm2.549
  • 发表时间:
    2021-09
  • 期刊:
    Clinical and Translational Medicine
  • 影响因子:
    10.6
  • 作者:
    Wang X;Pan Z;Wang J;Wang H;Fan H;Gong T;Sun Q;Feng Y;Liang P
  • 通讯作者:
    Liang P

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其他文献

沉默BC047440基因对HepG2细胞侵袭能力的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国普通外科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩克强;郑璐;刘世呈;黄小兵;李靖;赵弘智;梁平
  • 通讯作者:
    梁平
Q235B低碳钢在不同含水量的布朗斯特酸离子液体中的腐蚀行为
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    材料保护
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曹淑云;赵阳;梁平;史艳华;王舒青;桂建舟;刘丹;刘峰
  • 通讯作者:
    刘峰
Prandtl边界层方程推导中的尺度化分析
  • DOI:
    10.1557/opl.2015.177
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    华南理工大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    龙新峰;梁平;樊福梅
  • 通讯作者:
    樊福梅
牙周致病菌在动脉粥样硬化斑块中的检测
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中华微生物学和免疫学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    侯秀丽;梁平;张源明;木拉提;艾斯卡尔;艾克拜尔;闫跃斌
  • 通讯作者:
    闫跃斌
慢病毒载体介导的人肝癌HepG2细胞BC047440基因沉默
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    第三军医大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄小兵;赵弘智;郑璐;杨彤翰;李靖;梁平;钟扬
  • 通讯作者:
    钟扬

其他文献

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梁平的其他基金

心脏离子通道病
  • 批准号:
    81922006
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    120 万元
  • 项目类别:
    优秀青年科学基金项目
基于干细胞技术进行TRPC1调节心肌肥厚发生的分子机制研究
  • 批准号:
    31571528
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    70.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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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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