LncSync调控心血管系统发育的机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    91740115
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    70.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1204.组织器官发育及体外构建
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Non-coding RNAs have diverse biological functions. In our previous research, we identified a long non-coding RNA, LncSync, which was initially highly expressed in E8.5 and 9.5 mouse embryonic hearts, then became enriched in the heart and placenta. This suggests that it may play important functions in the coordination of cardiovascular tissue growth and differentiation in the heart and placenta. Interestingly, LncSync is the host gene of several microRNAs that potentially regulate cell proliferation and migration. Moreover, it also contains the target sequence of several microRNAs enriched in cardiovascular tissues. We hypothesize that LncSync may form a feedback loop with microRNAs to coordinate the growth of the circulation system in mammalian embryos. In this study, we will dissect the relationship between LncSync and its related microRNAs in the cell culture system. We have generated LncSync knock-out mouse and embryonic stem cells to find out its function during development and cardiomyocyte differentiation. We also established a novel in vitro system to culture E8.0 embryos within the yolk sac, where they can develop further and maintain blood circulation and heart function. We will transfect LncSync and its related microRNAs in in vitro cultured wild type and LncSync knock-out embryos and investigate how this may affect the growth of heart, yolk sac and placenta blood vessels. This research may reveal a novel mechanism where LncRNA and microRNAs form feedback regulatory network to ensure the synchronized growth of the cardiovascular system throughout the embryo. Moreover, LncSync may also be used to promote cardiomyocyte in vitro differentiation which represents a novel method to produce useful cell types for regenerative medicine.
非编码RNA在心血管系统的发育过程中起重要作用。在前期研究中,我们发现一个长链非编码RNA, LncSync,在小鼠胚胎发育第9.5天在心脏中高表达, 之后在胚胎心脏和胎盘特异高表达。 LncSync包含多个可调控细胞增殖和迁移的前体microRNA的序列,同时也含有miR-181等心血管系统高表达的microRNA的靶序列,因此LncSync可能与microRNA形成一个反馈调控系统,精确控制哺乳动物胚胎、卵黄囊和胎盘循环系统的谐调发育。在本课题中,我们将利用LncSync敲除小鼠和胚胎干细胞,结合过表达、体外胚胎培养和心血管细胞培养、功能分析等手段,揭示LncSync调控心血管系统发育的机制以及在多能干细胞向心肌细胞分化中的作用。

结项摘要

本研究发现了一个位于X染色体上,在胎盘动物中保守的长非编码RNA:LncSync。LncSync在小鼠胚胎心脏组织高表达。 LncSync基因敲除后,小鼠E13.5天胚胎心肌和出生后8周的心肌细胞转录组均出现了肥厚型心肌病和铁死亡相关基因的显著富集。成年小鼠到6月后,发生左心室肥厚、心肌细胞体积增大、心脏纤维化等典型病理性心脏肥大表征。LncSync转录本可以产生包括miR-351,miR-503和miR-322的miR-351簇microRNA。我们发现LncSync通过miR-351簇促进小鼠胚胎干细胞体外的心肌分化。LncSync缺失则引起miR-351的靶基因Hddc3的上调。已有报道提出Hddc3能促进铁死亡的发生。我们检测到LncSync敲除小鼠心脏内铁死亡终产物丙二醛及相关标记基因Ptgs2显著升高,标志着心脏中确实发生了铁死亡,并继而引起心脏损伤。LncSync还包含miR-181靶序列。我们证明miR-181可可以降解LncSync从而调控miR-351簇的表达。基于以上研究结果,我们提出一种新颖的长非编码RNA-microRNA 调控模型。长非编码RNA作为重要代谢酶的“变阻器”, 而这一变阻器又收到上游microRNA的调控。这一调控体系对维持心肌细胞代谢平衡和稳态起重要作用。敲除LncSync后,会导致心肌细胞稳态失调,继而发展成病理性心脏肥大。这一研究为理解造成心脏肥大的分子机制提供了新的思路,同时解释了导致心肌铁焦亡的新机制, 并对如何更好的维持心脏稳态平衡,减轻心肌铁焦亡的产生提供了新的思路和实验依据。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Dgcr8 deletion in the primitive heart uncovered novel microRNA regulating the balance of cardiac-vascular gene program.
原始心脏中Dgcr8的缺失揭示了调节心血管基因程序平衡的新型microRNA
  • DOI:
    10.1007/s13238-018-0572-1
  • 发表时间:
    2019-05
  • 期刊:
    Protein & cell
  • 影响因子:
    21.1
  • 作者:
    Chen X;Wang L;Huang R;Qiu H;Wang P;Wu D;Zhu Y;Ming J;Wang Y;Wang J;Na J
  • 通讯作者:
    Na J
Homozygous MESP1 knock-in reporter hESCs facilitated cardiovascular cell differentiation and myocardial infarction repair
纯合MESP1敲入报告基因hESC促进心血管细胞分化和心肌梗死修复
  • DOI:
    10.7150/thno.42347
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Theranostics
  • 影响因子:
    12.4
  • 作者:
    Lin Wang;Fengzhi Zhang;Fuyu Duan;Rujin Huang;Xi Chen;Jia Ming;Jie Na
  • 通讯作者:
    Jie Na

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其他文献

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人多能干细胞分化巨噬细胞的表观遗传调控网络和机制研究
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  • 批准年份:
    2022
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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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