雌二醇经雌激素受体核启动信号通路抑制肌细胞Kir电流的机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81701236
  • 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:
    H0911.神经-肌肉接头和肌肉疾病、自主神经疾病
  • 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

Inwardly rectification potassium channel 2.1 (Kir2.1) is a crucial transmembrane protein mainly stabilizing rest membrane potential in cardiomyotes, skeletal muscle cells and neurons. The mutations in the encoding gene KCNJ2 are responsible for Andersen-Tawil syndrome (ATS) with a clinical triad comprised of periodic paralysis, cardiac arrhythmia and developmental dysmorphia. The cardiac disturbances in ATS patients tend to be ventricular arrhythmia and even lead to sudden death, thus it is the most lethal muscle ion channel disease in juveniles and there is no effective treatment. We noticed that serum estrogen elevation may exacerbate the cardiac and skeletal muscle involvement during a follow-up of 18 Chinese ATS patients. To further investigate the mechanism underlying estrogen-dependent modulation of Kir2.1, we recorded the kir currents via whole cell patch clamp in HEK293T cells overexpressed KCNJ2 WT before or after 17β-estradiol incubation. The current density kept unchanged with acute perfusion, but it was significantly reduced after long-term incubation. Analysis of mRNA with RT-PCR technique revealed that KCNJ2 gene was repressed by 17β-estradiol. Taken together, estrogen repressed kir2.1 through downregulation in gene transcription by nuclear-initiated estrogen receptor signaling pathway. Promisingly, the implementation of current program would substantially deepen our understanding of the underlying mechanism of the modulation of Kir2.1 in muscle cells, and potentially provide novel therapeutic strategy for skeletal ion channel disease and cardiac arrhythmia.
内向整流钾离子通道2.1(Kir2.1)是广泛分布于心肌、骨骼肌及神经元上维持细胞膜电位稳定的重要蛋白,其责任基因KCNJ2突变后将引起具备周期性麻痹、心律失常及外形异常三主征的Andersen-Tawil综合征(ATS),迄今为止无明确的治疗手段。在我们前期的临床观察中,发现雌激素可能加重心脏及骨骼肌的受累。进而在体外给予过表达KCNJ2的细胞雌二醇孵育见Kir电流降低,从而印证了临床的观察结果。KCNJ2的mRNA水平在雌二醇干预后显著下降,提示这一作用主要经核启动的雌激素信号通路影响转录而实现。本研究旨在通过确定KCNJ2是否为雌二醇/雌激素受体复合物作用的靶基因,探索转录因子Sp1及Sp3的协同调控作用,将有助于加深对雌激素抑制肌细胞Kir电流机制的理解,从而为骨骼肌离子通道病和心律失常探索新的治疗靶点。

结项摘要

内向整流钾离子通道2.1(Kir2.1)是负责维持心肌、骨骼肌及神经元上细胞膜电位稳定的重要蛋白,其责任基因KCNJ2突变后将引起Andersen-Tawil综合征(ATS)。临床ATS队列观察发现女性患者心律失常严重、周期性麻痹发作频繁,一对ATS母女的纵向随访数据亦证实心脏和骨骼肌受累在青春期尤为显著。我们进而在体外给过表达KCNJ2的细胞予雌二醇孵育,膜片钳技术检测可见Kir电流显著降低并呈浓度依赖性,从而印证了临床的观察结果。进一步探索雌二醇抑制Kir电流的机制,我们发现雌二醇及受体复合体下游的协同转录因子Sp蛋白家族(Sp1及Sp3)的mRNA表达量亦显著升高,提示雌二醇对Kir电流的抑制很可能是通过转录调控而实现。我们对雌二醇复合体-Sp蛋白家族转录调控靶基因进行检测,发现PI3K-1A/1B/CA/CB的mRNA以及PI3K p85蛋白表达量显著升高。PI3K的激酶下游催化底物PIP2为Kir2.1离子通道发挥正常作用的重要协同分子,因此雌二醇经核转导通路上调PI3K表达从而抑制Kir电流,可能是雌二醇加重ATS的重要病理机制,而雌二醇复合体-Sp蛋白家族及PI3K激酶轴则可为ATS青春期心律失常的一个潜在治疗靶点。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Electromyographic Features in a Chinese Cohort With Hereditary Skeletal Muscle Channelopathies
中国遗传性骨骼肌通道病人群的肌电图特征
  • DOI:
    10.1097/wnp.0000000000000635
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Clinical Neurophysiology
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Jian Sun;Sushan Luo;Jie Song;Jun Huang;Shuang Cai;Wenhua Zhu;Lei Zhou;Jianying Xi;Jie Lin;Jiahong Lu;Minjie Xu;Tonghai Dou;Chongbo Zhao;Kai Qiao
  • 通讯作者:
    Kai Qiao
Hypokalaemic periodic paralysis and myotonia in a patient with homozygous mutation p.R1451L in Na(V)1.4.
Na(v)1.4 纯合突变 p.R1451L 患者的低钾性周期性麻痹和肌强直
  • DOI:
    10.1038/s41598-018-27822-2
  • 发表时间:
    2018-06-26
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Luo S;Sampedro Castañeda M;Matthews E;Sud R;Hanna MG;Sun J;Song J;Lu J;Qiao K;Zhao C;Männikkö R
  • 通讯作者:
    Männikkö R
Identification of gene mutations in patients with primary periodic paralysis using targeted next-generation sequencing
使用靶向下一代测序鉴定原发性周期性麻痹患者的基因突变
  • DOI:
    10.1186/s12883-019-1322-6
  • 发表时间:
    2019-05-08
  • 期刊:
    BMC NEUROLOGY
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Luo, Sushan;Xu, Minjie;Zhao, Chongbo
  • 通讯作者:
    Zhao, Chongbo

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其他文献

线粒体脑肌病伴高乳酸血症和卒中样发作的临床特点和生存分析
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    孙翀;林洁;蔡爽;朱雯华;罗苏珊;奚剑英;陆珺;乔凯;高名士;赵重波;卢家红
  • 通讯作者:
    卢家红
替比夫定相关肌病和周围神经病
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国临床神经科学
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  • 作者:
    孙翀;林洁;朱雯华;罗苏珊;蔡爽;吴慧;高名士;乔凯;董继宏;卢家红
  • 通讯作者:
    卢家红
RYR1基因突变所致先天性肌纤维类型不均1例报道及文献复习
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国临床神经科学
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  • 作者:
    孙翀;高名士;岳冬曰;窦同海;罗苏珊;朱雯华;林洁;汪寅;卢家红
  • 通讯作者:
    卢家红

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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