心脏损伤后p53在间质-内皮转化中的分子调控机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81670262
  • 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:
    H0202.心肌损伤、修复、重构和再生
  • 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

Heart disease is a leading cause of mortality and morbidity worldwide. The mammalian heart is unable to regenerate lost myocardium and heals primarily by fibrosis. This eventually leads to the development of heart failure. Both the Modulation of scar tissue and formation of new blood vessels remain an important goal of cardiac repair strategies. We have recently identified a previous unrecognized phenomenon Mesenchymal-Endothelial-Transition (MEndoT), which occurs in a p53 dependent manner and has been demonstrated to be a beneficial process for cardiac repair. However, little is known about the molecular mechanism of p53 in MEndoT..We demonstrated that the administration of a p53 activator, RITA (Reactivation of p53 and Induction of Tumor Apoptosis) can enhance MEndoT, augment vascularity in the injury region and decrease scar formation and ameliorate post injury decline in cardiac function. It suggests that manipulation of MEndoT to enhance vascularity represents a potential therapeutic strategy for cardiac repair..Our ChIP assay data show that p53 directly initiates transcription factors, which are associated with the adoption of an endothelial cell like phenotype, such as eNOS、Claudin 5, HoxA9 and HoxD3. Using loss and gain of function approaches we demonstrated these transcription factors are specifically regulated by p53. It suggests a new mechanism of p53 in MEndoT. Thus, to determine the critical downstream target of p53 is important question for application of MEndoT. .Wnt4 is another important downstream gene of p53, which was found by RNA-seq. By inhibiting and activating p53, we found that wnt4 was specifically regulated by p53. Using loss and gain function, we also observed that Wnt4 is related to the expression of endothelial associated gene such as Claudin 5 and Occludin. After cardiac injury, over-expression of wnt4 in heart by AAV virus administration can improve the cardiac function. We hypothesized that p53 could regulate MEndoT through multiple key downstream genes. .Besides the identification of these discovered downstream genes of p53 in MEndoT, we also proposed to find more potential critical downstream targets of p53 by using next generation sequencing. Our work will provide an insight into the molecular mechanisms of p53 regulating MEndoT. It will also accelerate the discovery of new regulation strategies for clinical application of MEndoT.
间质-内皮转化(Mesenchymal-Endothelial Transition,MEndoT)是我们首次发现有利于心脏损伤修复的现象,它依赖于p53的调控。心脏损伤后,提高成纤维细胞中p53的表达,可促进MEndoT、减少纤维化和增加新生血管生成,它代表一种新的心脏损伤修复策略。然而p53调控MEndoT的分子机制尚不清楚。通过RNA-seq我们首先发现p53下游基因Wnt4与内皮细胞基因的表达特异相关,并可促进心脏损伤后的修复。通过p53的ChIP,我们发现MEndoT中p53特异地结合eNOS、Claudin5、HoxA9和HoxD3等内皮细胞相关基因的启动子。因此,本项目核心目标是针对这些已发现的p53下游调控基因进行深入研究,同时继续发现并鉴定p53在MEndoT中的其他关键靶基因。本项目从转录水平和p53靶基因两个层面阐明p53调控MEndoT的分子机制,为临床转化奠定基础

结项摘要

间质-内皮转化(Mesenchymal-Endothelial Transition,MEndoT)是一种依赖于p53调控的利于心脏损伤后修复的现象,本项目旨在阐明p53调控MEndoT的分子机制,为特异调控该转分化进而用于心脏修复奠定基础。我们的研究结果显示,心肌缺血损伤时,Wnt4在心肌成纤维细胞中的表达随时间显著增加,体外诱导心肌成纤维细胞发生MEndoT与Wnt4表达相关且受到p53的特异调控,ChIP测序 和分析进一步揭示p53通过靶向结合下游Wnt4启动子进而诱导心肌成纤维细胞发生MEndoT。在心肌成纤维细胞中敲除wnt4可抑制MEndoT发生,过表达wnt4则促进MEndoT发生。体内心肌成纤维细胞敲除p53引起的心功能恶化可以被心肌成纤维细胞中特异过表达的Wnt4补救,这证明p53通过靶向下游Wnt4促进MEndoT以降低心肌缺血损伤的新分子机制,为MEndoT精准调控提供了新的靶点。.此外,我们围绕心肌成纤维细胞在心脏损伤后的命运调控尤其是MEndoT的调控进一步展开了一系列深入研究,以期建立系统深入的理论体系:1) 阐明了MEndoT在心肌肥厚损伤中的病理生理意义,同时阐明了MEndoT转分化的内皮样细胞与天然内源内皮细胞在分子上差异,为未来MEndoT细胞调控指明了方向;2) 利用10×单细胞测序技术揭示心肌成纤维细胞在损伤前后的多样性,发现了两个与内皮细胞关系密切的亚群和一个与心肌损伤应答密切相关的亚群,为更精准的靶向心肌成纤维细胞亚群,进而精准调控转分化奠定了基础;3) 发现了心肌成纤维细胞特异标志物之一DDR2,可以特异标记骨外膜成骨细胞和成骨祖细胞,表达DDR2的骨外膜细胞更具显著成骨分化能力,这对研究心脏钙化中心肌成纤维细胞的命运和角色有借鉴意义;综合以上结果为未来心脏损伤后基于心肌成纤维细胞命运的精准调控从而促进心肌损伤后修复奠定了理论基础。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Mesenchymal-endothelial transition-derived cells as a potential new regulatory target for cardiac hypertrophy
间充质内皮转化衍生细胞作为心脏肥大的潜在新调控靶点
  • DOI:
    10.1038/s41598-020-63671-8
  • 发表时间:
    2020-04-20
  • 期刊:
    SCIENTIFIC REPORTS
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Dong, Wenyan;Li, Ruiqi;Duan, Jinzhu
  • 通讯作者:
    Duan, Jinzhu
Infant cardiosphere-derived cells exhibit non-durable heart protection in dilated cardiomyopathy rats
婴儿心肌细胞对扩张型心肌病大鼠表现出非持久的心脏保护作用
  • DOI:
    10.1007/s10616-019-00328-z
  • 发表时间:
    2019-10
  • 期刊:
    Cytotechnology
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Wang Siyuan;Chen Weidan;Ma Li;Zou Minghui;Dong Wenyan;Yang Haili;Sun Lei;Chen Xinxin;Duan Jinzhu
  • 通讯作者:
    Duan Jinzhu
DDR2, a discoidin domain receptor, is a marker of periosteal osteoblast and osteoblast progenitors.
DDR2 是一种盘状结构域受体,是骨膜成骨细胞和成骨细胞祖细胞的标记物
  • DOI:
    10.1007/s00774-020-01108-y
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
    Journal of bone and mineral metabolism
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Yang H;Sun L;Cai W;Gu J;Xu D;Deb A;Duan J
  • 通讯作者:
    Duan J

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其他文献

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段金柱的其他基金

IDH3a巴豆酰化修饰调控线粒体稳态抑制心肌细胞凋亡的分子机制研究
  • 批准号:
    82170264
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    53 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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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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