miR-34a参与调控Gremlin-2在增龄性心房重构中的机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81770320
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0204.心电活动异常与心律失常
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Atrial fibrillation (AF) is the most common sustained cardiac rhythm disorder, and is associated with pronounced morbidity, mortality, and socio-economic burden. The prevalence of AF increases with age. As the population ages, the burden of AF increases. AF is a final common endpoint of atrial remodeling caused by ageing and itself causes important remodeling that contributes to the progressive nature of the arrhythmia. There are two principal pathophysiological mechanisms contributing to atrial remodeling: electrical remodeling and structural remodeling, each of which can result from ageing- related cardiac conditions. Gremlin 2 (GREM2), which is regulated by the ageing, is an inhibitor in the TGF beta signaling pathway, and it is a crucial regulator of the cardiac rhythm gene network that acts upstream of Sarcolipin (SLN) and transforming growth factor β1(TGFB1). Meanwhile, SLN is a specifically expressed in the atria, and may play an important role in modulating intracellular Ca2+ homeostasis in the atria; and TGFB1 is an essential mediator of atrial fibrosis in AF. .MicroRNAs (miRNAs), which are ~22-nucleotide single-stranded RNAs that inhibit the expression of specific mRNA targets, have emerged as crucial regulators of cardiovascular function and some miRNAs have key roles in ageing. MiRNAs are deregulated during aging and some miRNAs have been implicated in age-associated decline of organ functions. Although inhibition of miR-34a may protect against the decline in cardiac function with aging, it is less clear whether this may be beneficial in models of ageing-related atrial remodeling in AF. In our previous study, we identified miR-34a was upregulated, whereas its target gene GREM2 was downregulated during ageing in the atrial samples of patients with AF. The validated results revealed that after transfection of miR-34a into NIH/3T3 cells, GREM2 and SLN expression were markedly reduced and TGFB1 was increased. Moreover, the luciferase results confirmed that GREM2 was a target of miR-34a. This work reveals miR-34a probably acts as an intracellular mediator via GREM2/SLN/TGFB1 in the ageing-related atrial remodeling of AF. .In this application, we are going to test this hypothesis. We plan to combine in vitro cellular model of human atrial myocytes differentiated from human embryonic stem cells and animal model to assess (1) whether inducing expression of miR-34a and inhibition of its target GREM2 results in intracellular Ca2+ overloaded and TGFB1 upregulated in vitro cellular model by patch clamp and laser scanning confocal microscopy; (2) whether forced expression of miR-34a is able to recapitulate the phenotypes of ageing-related atrial remodeling and AF with a miR-34a transgene mouse model; and (3) whether downregulation of endogenous miR-34a could reduce AF vulnerability and prevent ageing-related atrial remodeling with a miR-34a knock down mouse model. .The accomplishment of this application will provide a new understanding of a key mechanism that regulates atrial remodeling during ageing in AF to allow for the definition of novel molecular targets in ageing-related AF. And it is tempting to pave the avenue for more specific novel drug targets and potential for developing that missing pharmacopeia for AF.
增龄性心房重构在心房颤动(房颤)的发生和发展过程中占有重要地位。microRNA(miRNA)已经成为生命科学界研究的新焦点,其中miR-34a被证实是心脏增龄性改变的重要调控因子。本项目组前期发现房颤患者伴随增龄出现miR-34a的表达上调和预测的靶基因GREM2表达下调;体外构建报告载体等实验证实miR-34a可以结合到GREM2的3'-UTR区,而且过表达miR-34a使GREM2表达降低,导致下游SLN和TGFB1蛋白表达异常,发生电重构和组织重构,提示miR-34a有可能通过调控GREM2参与心房重构。本研究拟利用人胚胎干细胞分化的心房肌细胞,结合基因敲除和转基因小鼠,从细胞分子水平和动物实验探讨miR-34a调控增龄性心房重构的分子机制。本研究不仅对阐明miRNA调控增龄性心房重构的机制有重要意义,而且为寻找可逆转心房重构的新靶点奠定了理论基础,为房颤的上游治疗提供了新的思路。

结项摘要

增龄性心房重构在心房颤动(房颤)的发生和发展过程中占有重要地位。微RNA (miRNA)是新发现的基因表达调控因子,研究已表明其通过参与调控心房重构相关蛋白的表达,参与房颤的发生和发展,但是作为增龄性房颤,其机制和miRNA的关系却未见报道。而miR-34a被证实是心脏增龄性改变的重要调控因子。本研究目的是基于前期发现房颤患者伴随增龄出现miR-34a过表达,进而使其靶基因GREM2表达降低,导致下游SLN和TGFB1蛋白表达异常,发生电重构和组织重构,提示miR-34a有可能通过调控GREM2参与心房重构。研究通过人胚胎干细胞分化的心房肌细胞,结合基因敲除和转基因小鼠,从细胞分子水平和动物实验阐释miR-34a调控增龄性心房重构的分子机制。首先通过通过miRNA干扰技术,利用人胚胎干细胞分化的心房肌细胞,转染过表达miR-34a,膜片钳技术证实上调miR-34a引起心房肌细胞钙电流降低,缩短APD,产生电重构。其次,通过小鼠模型,证实18周龄与年轻组小鼠(6月龄)相比较心脏表现出增龄性心肌重构:年轻组小鼠心功能明显优于老年组;房颤诱发率年轻组显著低于老年组;心肌纤维化和胶原蛋白容积指数在老年组更为严重 ;电生理发现老年组心肌细胞APD时程显著缩短;老年组心肌细胞ICa,L,Ito, IKur电流密度显著降低;PCR结果证实心肌重构相关基因的表达在两组之间也存在显著性差异。而miR-34a基因敲除老龄小鼠模型中,GREM2,SLN和CACNA1C在KO鼠显著增高,而TGFB1和COL1 A显著降低,蛋白水平的变化与mRNA水平一致。同时发现KO组和KO+过表达NC组纤维化程度最轻,房颤诱发率也是最低。最后采用miR-34a过表达的转基因小鼠模型,证实内源性上调miR-34a,通过调控 GREM2所导致的心房重构对年轻小鼠的影响。即:GREM2,SLN和CACNA1C在TG鼠和TG鼠/A-34aNC组显著降低,而TGFB1和COL1 A显著增高;AF诱发率在TG组也显著增加。由此可见miR-34a增龄性表达增高后通过转录后水平调控GREM2蛋白表达,产生钙通道重构和组织纤维化,影响了心房的重构,最终导致了增龄性房颤的发生和发展。本研究不仅对阐明miRNA调控增龄性心房重构的机制有重要意义,而且为寻找可逆转心房重构的新靶点奠定了理论基础,为房颤的上游治疗提供了新的思路。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Percutaneous coronary intervention in diabetic versus non-diabetic patients with prior coronary artery bypass grafting: a propensity score matching study
糖尿病患者与既往接受冠状动脉旁路移植术的非糖尿病患者的经皮冠状动脉介入治疗:倾向评分匹配研究
  • DOI:
    10.1186/s12872-020-01447-8
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    BMC Cardiovasc Disord
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xiaolong Ma;Ran Dong;Pengfei Chen;Yichen Zhao;Caiwu Zeng;Meng Xin;Qing Ye;Jiangang Wang
  • 通讯作者:
    Jiangang Wang
Inhibiting microRNA-155 attenuates atrial fibrillation by targeting CACNA1C
抑制 microRNA-155 通过靶向 CACNA1C 减轻心房颤动
  • DOI:
    10.1016/j.yjmcc.2021.02.008
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Molecular and Cellular Cardiology
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Jiangang Wang;Qing Ye;Shuyun Bai;Pengfei Chen;Yichen Zhao;Xiaolong Ma;Chen Bai;Yang Liu;Meng Xin;Caiwu Zeng;Quan Liu;Cheng Zhao;Yan Yao;Yue Ma
  • 通讯作者:
    Yue Ma
MicroRNA-146b-5p promotes atrial fibrosis in atrial fibrillation by repressing TIMP4
MicroRNA-146b-5p 通过抑制 TIMP4 促进心房颤动中的心房纤维化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of cellular and molecular medicine
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Qing Ye;Quan Liu;Xiaolong Ma;Shuyun Bai;Pengfei Chen;Yichen Zhao;Chen Bai;Yang Liu;Kemin Liu;Meng Xin;Caiwu Zeng;Cheng Zhao;Yan Yao;Yue Ma;Jiangang Wang
  • 通讯作者:
    Jiangang Wang
Pregnancy complications and outcomes among women with congenital heart disease in Beijing, China
中国北京先天性心脏病女性妊娠并发症及结局
  • DOI:
    10.3389/fcvm.2021.765004
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Frontiers in cardiovascular medicine
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Liu Y;Li Y;Zhang J;Zhao W;Bao Z;Ma X;Zhao Y;Zhao C;Liu K;Ye Q;Su L;Yang Y;Yang J;Li G;Fan X;Wang J
  • 通讯作者:
    Wang J
Long-term outcome of patients with atrial myxoma after surgical intervention:analysis of 403 cases
心房粘液瘤患者手术干预后的远期结局:403例分析
  • DOI:
    10.11909/j.issn.1671-5411.2019.04.003
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Geriatric Cardiology
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Jiang Chenxi;Wang Jiangang;Qi Ruidong;Wang Wei;Gao Lijian;Zhao Jinghua;Zhang Chunxiao;Zhou Mengchen;Tu Xin;Shang Meisheng;Yao Yan
  • 通讯作者:
    Yao Yan

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其他文献

快速心房起搏刺激联合卡巴胆碱建立小鼠房颤/房扑模型
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈鹏飞;刘权;马小龙;赵浥尘;赵成;曾财武;王坚刚
  • 通讯作者:
    王坚刚
胸腔镜辅助微创与导管射频消融治疗持续性心房颤动的对比研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中华心血管病杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王坚刚;MENG Xu;LI Yan;HAN Jie;XU Chun-lei;CUI Yong-qiang;DONG Jian-zeng;MA Chang-sheng;孟旭;李岩;韩杰;许春雷;崔永强;董建增;马长生;WANG Jian-gang
  • 通讯作者:
    WANG Jian-gang
非瓣膜性心房颤动相关微RNA的表达
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中华医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王坚刚;MENG Xu;HAN Jie;LI Yan;LUO Tian-ge;WANG Jun;XIN Meng;XI Jian-zhong;孟旭;韩杰;李岩;罗天戈;王珺;辛萌;席建忠;WANG Jian-gang
  • 通讯作者:
    WANG Jian-gang
微小RNA参与调控心房颤动相关机制的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    心肺血管病杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    叶青;王坚刚
  • 通讯作者:
    王坚刚
Impact of Surgical Ablation of Atrial Fibrillation on the Progression of Tricuspid Regurgitation and Right-Sided Heart Remodeling After Mitral-Valve Surgery: A Propensity-Score Matching Analysis.
心房颤动手术消融对二尖瓣手术后三尖瓣反流和右侧心脏重塑进展的影响:倾向评分匹配分析。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of the American Heart Association
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    王坚刚
  • 通讯作者:
    王坚刚

其他文献

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外泌体miR-125b调控TNFAIP3/RyR2介导心肌细胞钙泄漏在心脏术后新发心房颤动机制中的研究
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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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