酪氨酸血症Ⅰ型的体外疾病模型建立及基因修复治疗的实验研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81901514
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0421.新生儿相关疾病
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Hereditary tyrosinemia type 1 (HT1), which has been included in the first national list of rare diseases, is an inborn errors of metabolism in infancy. Defects in fumarylacetoacetate hydrolase (FAH), an enzyme that catalyzes the last step of tyrosine metabolism, causes accumulation of the toxic metabolites in hepatocytes. Acute onset of HT1 is characterized by severe liver involvement, most frequently leading to death, if untreated. Early treatment with NTBC will reduces the development of liver disease, however, there is no radical cure at present. Therefore, it is urgent to establish new research models and innovative treatments for HT1. Combination of iPSCs and gene editing technologies may be the effective way to cure this disease. The applicant has successfully derived HT1 patient-specific iPSCs cells with compound heterozygous mutations of FAH gene and established efficient differentiation methods of human pluripotent stem cells to induced hepatocyte in a stepwise manner. On the basis of this, patient-specific iPSCs will be induced to differentiate to hepatic progenitor cells and hepatocyte-like cells. Immunofluorescence, flow cytometry, quantitative RT-PCR and RNA-Seq will be carried out to explore the differences between HT1 and control groups in the phenotype, differentiation capacity, apoptosis, proliferation capacity, gene expression profile and so on. Furthermore, the mutated FAH gene will be repaired by ABEs base editing tools and the expanding and repopulating capacity of the gene corrected cells will be evaluated in FAH deficient mice. This study may provide an in vitro cell model and contribute to the pathogenesis and therapeutic targets study for HT1 disease.
原发性酪氨酸血症Ⅰ型(HT1)是新生儿罕见遗传代谢性疾病。患者FAH基因突变导致有毒代谢物在肝脏蓄积并危及生命,目前并无有效的根治药物。因此,亟需建立特异的疾病模型用于创新治疗技术开发,而iPSCs模型联合精准基因编辑手段可能从根本上治愈此疾病。申请人前期成功获得FAH复合突变的iPSCs模型,并建立了iPSCs定向分化成肝样细胞的分阶段诱导体系;拟应用免疫荧光染色、流式细胞分选、qRT-PCR和转录组测序等方法,系统研究病人来源的细胞其表型、分化能力、增殖、凋亡和基因表达谱等与正常对照的差异;进一步运用单碱基编辑修复突变基因,深入探讨基因修复-定向分化-肝祖细胞移植途径在FAH缺陷小鼠模型中再生功能性肝细胞并改善肝功能的作用。通过本研究可以建立HT1疾病细胞模型并有助于新药和治疗靶点筛选,也为罕见病HT1个体化精准治疗提供实验依据。

结项摘要

遗传性酪氨酸血症(HT1)是新生儿罕见代谢性疾病。FAH代谢酶功能缺陷导致有毒代谢物在肝脏蓄积并危及生命,尚无有效根治药物。本项目研究通过建立酪氨酸血症Ⅰ型疾病特异的HT1-iPSCs并定向肝脏祖细胞和肝样细胞诱导分化,成功建立了酪氨酸血症Ⅰ型细胞研究模型,为HT1疾病研究提供了一种新的研究思路。通过与正常对照细胞比较,发现HT1-iPSCs来源的细胞在肝脏祖细胞分化效率、增殖和肝样细胞分化能力并未见明显差异,但在高酪氨酸培养环境中肝样细胞分化能力减弱、凋亡细胞增加,与酪氨酸血症疾病检测结果相似,基因修复后能纠正疾病表型。我们进一步通过表达谱和免疫荧光检测发现疾病来源肝样细胞存在大量的异常DNA断裂,过表达FAH能逆转这个现象并促进细胞增殖,提示抑制异常DNA断裂可能为HT1疾病寻找治疗新靶点提供新线索。

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)
Integrative network analysis of circular RNAs reveals regulatory mechanisms for hepatic specification of human iPSC-derived endoderm.
环状 RNA 的整合网络分析揭示了人 iPSC 衍生内胚层的肝脏规格调节机制。
  • DOI:
    10.1186/s13287-022-03160-z
  • 发表时间:
    2022-09-08
  • 期刊:
    Stem cell research & therapy
  • 影响因子:
    7.5
  • 作者:
  • 通讯作者:
Generation of an induced pluripotent stem cell line (SYSUi002-A) from a patient with coronary slow flow phenomenon
从患有冠状动脉慢流现象的患者中产生诱导多能干细胞系 (SYSUi002-A)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Stem Cell Research
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Lai Xingqiang;Jiang Boxiong;Liu Jia;Wang Yina;Wu Guifu
  • 通讯作者:
    Wu Guifu
Generation of a heterozygous SOX10 knockout human embryonic stem cell line using CRISPR/Cas9 technology.
使用 CRISPR/Cas9 技术生成杂合 SOX10 敲除人类胚胎干细胞系。
  • DOI:
    10.1016/j.scr.2021.102567
  • 发表时间:
    2021-10
  • 期刊:
    Stem cell research
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Wang Tao;Zhang Jinli;Liu Jia;Lai Xingqiang
  • 通讯作者:
    Lai Xingqiang
AAV-Mediated Gene Therapy Produces Fertile Offspring in the Lhcgr-Deficient Mouse Model of Leydig Cell Failure
AAV 介导的基因治疗在 Leydig 细胞衰竭的 Lhcgr 缺陷小鼠模型中产生可育后代
  • DOI:
    10.2139/ssrn.4052014
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    SSRN Electronic Journal
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Kai Xia;Fulin Wang;Xingqiang Lai;Peng Luo;Hong Chen;Yuanchen Ma;Weijun Huang;Wangsheng Ou;Yuyan Li;Xin Feng;Zhenmin Lei;Xiang’an Tu;Qiong Ke;Frank F.X. Mao;Chunhua Deng;Andy Peng Xiang
  • 通讯作者:
    Andy Peng Xiang
Generation of an induced pluripotent stem cell line (SYSUi002-A) from a patient with coronary slow flow phenomenon.
从患有冠状动脉慢血流现象的患者中产生诱导多能干细胞系 (SYSUi002-A)。
  • DOI:
    10.1016/j.scr.2019.101646
  • 发表时间:
    2019-11
  • 期刊:
    Stem Cell Research
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Lai Xingqiang;Jiang Boxiong;Liu Jia;Wang Yina;Wu Guifu
  • 通讯作者:
    Wu Guifu

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公民逝世后器官捐献感染性供者病原菌分布特点及肾移植受者预防策略——单中心经验总结
  • DOI:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    陈正
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赖兴强;张磊;方佳丽;李光辉;李立;徐海林;陈荣鑫;马俊杰;陈正
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    陈正

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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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