单分子重编程诱导神经干细胞及其应用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31871497
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1202.干细胞应用
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Induced neural stem cells (iNSCs) are not tumor-prone and can be used as cell models to study the pathogenic mechanisms of neural diseases, to screen drugs, and as renewable cell resources for cell replacement therapies. As a result, rapid progress has been made toward generating iNSCs by the technique of somatic cell reprogramming. As both theoretical and technical breakthroughs, we have successfully reprogrammed mouse fibroblasts into mouse iNSCs (miNSCs) using a single non-neural progenitor transcription factor Ptf1a. Compared with past iNSC reprogramming approaches, Ptf1a reprogramming is easier, safer, highly repeatable, and more efficient. Ptf1a-induced miNSCs are more capable of self-renewal, have higher efficiency in directed differentiation, are more similar to endogenous NSCs, and have more advantages when compared with other miNSCs. We hypothesize that Ptf1a would also have these advantages in reprogramming human somatic cells into human iNSCs (hiNSCs). In this project, we plan to elucidate the signaling pathways and molecular mechanisms underlying Ptf1a reprogramming and to evaluate the therapeutic efficacy of transplanted hiNSCs on mouse models of neurodegenerative diseases and physical injury-induced neural system diseases. The proposed project will thus help to facilitate the application of somatic cell-reprogrammed iNSCs in preclinical and clinical studies.
体细胞重编程的诱导神经干细胞(iNSCs)不具有成瘤性,可以作为细胞模型应用于研究神经疾病发病机制以及药物筛选,也可以作为细胞替代治疗的细胞来源,因而成为一项高速发展的技术。我们利用Ptf1a成功地将小鼠成纤维细胞诱导成为miNSCs,在世界上首创了利用非神经前体细胞转录因子重编程体细胞为iNSCs,实现了理论和技术上的双重突破。和过去的方案相比较,单因子Ptf1a重编程方案更安全、更简单、更容易重复、诱导效率更高;而且诱导的miNSCs具有自我更新能力更强、定向分化效率更高、更接近体内组织分离的NSCs等优点。我们假设Ptf1a也能重编程人体细胞为hiNSCs并具有同样的多重优点。因此本项目拟分析Ptf1a重编程过程中内在的信号途径和分子机理,检验hiNSCs移植对于多种退行性及物理损伤导致的神经系统疾病小鼠模型的治疗作用。本课题的实施将有助于推广iNSCs在临床前试验以及临床上的应用。

结项摘要

神经干细胞在体内可以分化为神经元及胶质细胞,可以作为理想的移植细胞来源用于治疗老年性痴呆、帕金森病、舞蹈症、青光眼等神经退行性疾病,以及脊髓损伤等其它原因引起的各种神经系统疾病。 通过研究发现,利用单因子Ptf1a可以将小鼠和人的成纤维细胞在体外高效重编程为神经干细胞。由于Ptf1a是一个非神经前体细胞转录因子,该发现颠覆了体细胞重编程为神经干细胞需要依赖神经前体细胞转录因子参与的认知。经过Ptf1a重编程的神经干细胞在体外可以大量传代扩增,并能在体内外分化成为具有功能的、各种类型的神经元、星型胶质细胞和少突胶质细胞。当把这些诱导神经干细胞移植到患有老年痴呆的小鼠模型大脑中,其可以分化并整合到大脑中,和原有的脑细胞形成功能性连接。行为学测试表明,细胞移植可以明显改善患病小鼠的空间学习及记忆功能。 和早期的其它研究相比,Ptf1a更安全、更高效、得到的神经干细胞和体内的神经干细胞更接近,从而解决了自体神经干细胞的来源问题。重编程的神经干细胞可以用来作为细胞模型研究疾病的发病机理,筛选有效的药物,以及移植治疗各种神经疾病的细胞来源。

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(5)
Identification of a New Mutation p.P88L in Connexin 50 Associated with Dominant Congenital Cataract.
与显性先天性白内障相关的连接蛋白 50 中新突变 p.P88L 的鉴定
  • DOI:
    10.3389/fcell.2022.794837
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Frontiers in cell and developmental biology
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
  • 通讯作者:
Advances in Regeneration of Retinal Ganglion Cells and Optic Nerves.
视网膜神经节细胞和视神经再生的进展
  • DOI:
    10.3390/ijms22094616
  • 发表时间:
    2021-04-28
  • 期刊:
    International journal of molecular sciences
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Yuan F;Wang M;Jin K;Xiang M
  • 通讯作者:
    Xiang M
Transcription factor Ptf1a in development, diseases and reprogramming
转录因子 Ptf1a 在发育、疾病和重编程中的作用。
  • DOI:
    10.1007/s00018-018-2972-z
  • 发表时间:
    2019-03-01
  • 期刊:
    CELLULAR AND MOLECULAR LIFE SCIENCES
  • 影响因子:
    8
  • 作者:
    Jin, Kangxin;Xiang, Mengqing
  • 通讯作者:
    Xiang, Mengqing
Retinal Organoid Technology: Where Are We Now?
视网膜类器官技术:我们现在在哪里?
  • DOI:
    10.3390/ijms221910244
  • 发表时间:
    2021-09-23
  • 期刊:
    International journal of molecular sciences
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Zhang Z;Xu Z;Yuan F;Jin K;Xiang M
  • 通讯作者:
    Xiang M
In vivo Regeneration of Ganglion Cells for Vision Restoration in Mammalian Retinas.
哺乳动物视网膜中神经节细胞的体内再生以恢复视力
  • DOI:
    10.3389/fcell.2021.755544
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Frontiers in cell and developmental biology
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Xiao D;Jin K;Qiu S;Lei Q;Huang W;Chen H;Su J;Xu Q;Xu Z;Gou B;Tie X;Liu F;Liu S;Liu Y;Xiang M
  • 通讯作者:
    Xiang M

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其他文献

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晋康新的其他基金

体细胞重编程为自主神经节类器官及其机制研究
  • 批准号:
    82171470
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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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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