Smad2/3信号通路在胚层形成和分化中的作用机理

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    30830068
  • 项目类别：
    重点项目
  • 资助金额：
    210.0万
  • 负责人：
    孟安明
  • 依托单位：
    清华大学
  • 学科分类：
    C1203.早期胚胎发育及细胞谱系建立
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2008
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2009-01-01 至2012-12-31
  • 项目参与者：
    杨淑艳； 贾顺姬； 李响； 王业启； 李志强； 柳星峰； 韩延超； 郑小凤； 张惠芳；
  • 关键词：
    胚层Smad2斑马鱼Smad3TGF-beta

项目摘要

在脊椎动物胚胎发育过程中，胚层的形成和分化是器官发育的基础，Smad2和Smad3介导的TGF-beta信号在胚层的形成和分化中起重要作用。本项目将通过酵母双杂交法和蛋白质组学方法鉴定斑马鱼早期胚胎发育中Smad2/3的结合蛋白；主要利用体外培养细胞研究几个Smad2/3结合蛋白对Smad2/3的活性和功能的调控作用和机理；通过在斑马鱼胚胎中过量表达或反义寡核苷酸抑制等技术，探索几个Smad2/3结合蛋白在斑马鱼胚胎的胚层形成和分化中的作用、及其与其它相关信号的互作关系。本项目可望发现调控Smad2/3所介导的TGF-beta信号转导和其发育功能的新机理，加深对脊椎动物胚胎早期发育调控的认识。

结项摘要

Nodal和Bmp信号在脊椎动物胚胎胚层的形成和分化中起重要作用，它们分别由胞内的Smad2/3和Smad1/5/8（R-Smads）介导。为了进一步阐明在斑马鱼胚胎发育中Smad2/3活性的调控，本项目分别以斑马鱼Smad2、Smad3a、Smad3b为诱饵蛋白，通过酵母双杂交鉴定出数十个与其结合的斑马鱼因子，然后重点对其中的Ppp4c、Araf、Mta3等进行了深入的功能和机制研究。.我们发现，Ppp4c既可与Smad2/3结合、也可与Smad1/5/8结合，增强TGF-beta和Bmp信号活性；在斑马鱼胚胎中敲降ppp4ca/b基因，胚胎腹部命运受抑制而背部命运受促进，也可抑制过量表达bmp2b或激活型smad5引起的腹部化效应，表明ppp4ca/b在胚胎发育中主要起促进Bmp-Smad1/5/8信号转导的作用。这种效应出现但在早期发育中。进一步的机理研究发现，Smad1/5/8结合Ppp4c后，将其带到Smad1/5/8的靶基因的启动子上，使Hdac3去磷酸化，从而使染色质结构改变为有利于转录的状态。.对Araf的研究表明，它喜好与激活的Smad2结合，使之连接区253位的丝氨酸磷酸化，导致其通过泛素化而降解，从而起到抑制TGF-beta/Nodal信号转导的作用。在胚胎中敲降araf，增加了激活的Smad2而减少了连接区磷酸化的Smad2,促进了中内胚层命运和背部化；araf过量表达可抑制过量表达squint或激活型smad2所引起的中内胚层增加和背部化。进一步的研究发现，Araf对Smad2的作用不依赖于MAPK信号通路。.对mta3的研究揭示，它在胚胎发育中的作用是作为NuRD的组份参与原始造血。对Rbb4l的研究表明，它与Smad3结合，促进TGF-beta/Nodal信号转导，促进胚胎的背部命运。.我们的研究发现了调控R-Smads活性和功能的一些新的机理，也加深了对脊椎动物胚胎早期发育调控的认识。.本项目已在国际著名刊物Developmental Cell、Blood、Cell、EMBO J、Development等发表论文6篇，另有一篇在Nature Communications修稿再审，一篇已被《遗传》接受发表；培养博士后2名，博士生5名。因此，本课题圆满地完成了课题任务，实现了预期目标。.

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）
Mta3-NuRD complex is a master regulator for initiation of primitive hematopoiesis in vertebrate embryos
Mta3-NuRD 复合物是脊椎动物胚胎原始造血起始的主要调节因子
  • DOI：
    10.1182/blood-2009-06-227777
  • 发表时间：
    2009-12-24
  • 期刊：
    BLOOD
  • 影响因子：
    20.3
  • 作者：
    Li, Xiang;Jia, Shunji;Meng, Anming
  • 通讯作者：
    Meng, Anming
The Fused/Smurf Complex Controls the Fate of Drosophila Germline Stem Cells by Generating a Gradient BMP Response
Fused/Smurf 复合物通过生成梯度 BMP 响应来控制果蝇生殖干细胞的命运
  • DOI：
    10.1016/j.cell.2010.11.022
  • 发表时间：
    2010-12-10
  • 期刊：
    CELL
  • 影响因子：
    64.5
  • 作者：
    Xia, Laixin;Jia, Shunji;Chen, Dahua
  • 通讯作者：
    Chen, Dahua
SCFFBXL15 regulates BMP signalling by directing the degradation of HECT-type ubiquitin ligase Smurf1
SCFFBXL15 通过指导 HECT 型泛素连接酶 Smurf1 的降解来调节 BMP 信号传导
  • DOI：
    10.1038/emboj.2011.155
  • 发表时间：
    2011-07-06
  • 期刊：
    EMBO JOURNAL
  • 影响因子：
    11.4
  • 作者：
    Cui, Yu;He, Shan;Zhang, Lingqiang
  • 通讯作者：
    Zhang, Lingqiang

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其他文献

Polycomb家族基因Nspc1在斑马鱼早期发育的表达
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    中国医学科学院学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    袁建刚;吴旭东;彭小忠;强伯勤;龚燕华;孟安明;张敏
  • 通讯作者：
    张敏

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

        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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