组蛋白去甲基化酶KDM3A和KMD4C在MSC衰老和老年性疾病中的作用和应用研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31771517
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    56.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0705.细胞衰老、死亡及自噬
  • 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

Adult mesenchymal stem cells (MSCs) are extremely important for tissue homeostasis, regeneration and repair. MSCs are sensitive to age-related conditions, and their regenerative capability is decreased in aged person. Conversely, MSC senescence contributes to aging-related diseases, such as osteoporosis and osteoarthritis. Nevertheless, the mechanism underlying MSC senescence is largely unknown. Previous work has shown that cellular senescence is accompanied by extensive spatial rearrangement of heterochromatin. However, it is unclear whether heterochromatin reorganization is responsible for MSC aging and what are the mechanisms involved in the heterochromatin reorganization..We have found that MSC senescence is accompanied by a process of dynamic heterochromatin reorganization. We have also found that the KDM3A and KDM4C H3K9 demethylases are highly expressed in the senescent MSCs. Overexpression of KDM3A or KDM4C recapitulates accelerated cellular senescence. Furthermore, KDM3A and KDM4C interact with and regulate chromatin component proteins. Based on these results, we hypothesize that KDM3A and KDM4C play critical roles in heterochromatin reorganization, which is essential for MSC senescence. The goals of this project are to gain novel insights into the role of demethylases in cellular senescence and provide potential epigenetic targets for senescence intervention. ..The proposed study will reveal previously undefined roles of histone demethylases in controlling MSC senescence. The findings from our studies will provide novel insights into the chromatin reorganization that governs stem cell senescence and aging process, which may provide novel therapeutic targets for intervention of geriatric diseases and improvement of stem-cell based therapy.
间充质干细胞(MSC)的衰老和机体总体水平的衰老紧密相关。组蛋白修饰是一种非常重要的表观遗传修饰,参与多种生命过程。然而,我们对MSC衰老过程中涉及到的组蛋白修饰以及相关调控机制却知之甚少。课题组的前期工作发现MSC 的生理性衰老过程伴随着异染色质结构和H3K9去甲基化酶KDM3A和KDM4C的动态改变。过表达和敲降KDM3A或KDM4C都会导致MSC的衰老。KDM3A和KDM4C调控多个异染色质结构基因的表达。为此,本课题拟采用胚胎干细胞定向分化、干细胞生物学、分子生物学、生物信息学和动物疾病模型等生物医学技术,从组蛋白修饰这一全新的角度阐释KDM3A和KDM4C在异染色质重塑和MSC衰老进程中的作用。其最终目标是揭示调控异染色质结构重塑及MSC衰老的全新表观遗传机制,从而帮助MSC越过细胞衰老屏障,增强修复功能并为延缓与MSC衰老密切相关的老年性疾病提供最新的分子靶标。

结项摘要

间充质干细胞,尤其是来源于骨髓的MSC,不仅是造血干细胞的支持细胞,提供了血细胞赖以不断更新的微环境,而且还积极参与机体的骨骼重建和其他组织的损伤修复,在机体的生理和病理性衰老进程中均扮演了至关重要的角色。大量研究表明,细胞在衰老过程中往往伴随着广泛的染色质重塑过程。组蛋白甲基化修饰是一种非常重要的表观遗传修饰,参与调节异染色质形成、X染色体失活、基因印记及DNA的损伤修复等多种生命过程。虽然组蛋白修饰和异染色质结构的改变是衰老进程中的重要事件,我们对MSC衰老过程中涉及到的组蛋白修饰的改变以及相关调控因子知之甚少,该领域的研究工作国内外均处于起步阶段。.本研究瞄准衰老和成体干细胞研究领域所面对的核心问题,从组蛋白修饰这一全新的角度阐释组蛋白去甲基化酶KDM3A和KDM4C在异染色质重塑和MSC衰老进程中的作用。我们首先通过胚胎干细胞MSC定向分化和有条件诱导敲降的细胞模型明确KMD3A和KDM4C在异染色质重塑和MSC衰老的不同阶段扮演了重要的角色。其次通过系统的干细胞生物学和分子生物学,逐步阐明KDM3A和KDM4C通过组蛋白去甲基化酶的活性在转录水平上调控染色质凝集素组成蛋白NCAPD2和NCAPG2的表达,同时与这些蛋白形成复合物参与异染色质重塑的调控。异染色质的重塑和DNA损伤保护密切相关,缺乏由KDM3A 和KDM4C主导的异染色质重塑,令间充质干细胞更快地进入衰老状态。最后我们在Kdm3a敲除小鼠中发现,Kdm3a的缺失造成骨质疏松和骨髓间充质干细胞的老化。过表达NCAPD2可以逆转干细胞老化的表型。最后,我们发现槲皮素具有上调KDM3A的作用,可以逆转敲除鼠中的骨质疏松。本研究首次发现KDM3A和KDM4C不仅可以通过它们的去甲化酶活性调控H3K9的修饰而控制靶基因的转录,而且可以充当骨架蛋白招募其它异染色质组装蛋白共同参与异染色质的重塑过程。本课题的完成将有望为成体干细胞体内移植治疗各种疾病中普遍存在的细胞老化问题提供新的解决办法,也为干细胞介导的再生医学和骨骼系统疾病治疗方法的研究开辟了新的方向,具广阔的临床应用前景。

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(0)
Functional crosstalk between mTORC1/p70S6K pathway and heterochromatin organization in stress-induced senescence of MSCs
mTORC1/p70S6K 通路与异染色质组织在应激诱导的 MSC 衰老中的功能串扰
  • DOI:
    10.1186/s13287-020-01798-1
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Stem Cell Research & Therapy
  • 影响因子:
    7.5
  • 作者:
    Liu Hailong;Huang Biao;Xue Shaolong;Pong Kin U.;Tsang Lai Ling;Zhang Xiaohu;Li Gang;Jiang Xiaohua
  • 通讯作者:
    Jiang Xiaohua
Human embryonic stem cell-derived neural crest model unveils CD55 as a cancer stem cell regulator for therapeutic targeting in MYCN-amplified neuroblastoma.
人胚胎干细胞衍生的神经嵴模型揭示了 CD55 作为癌症干细胞调节剂,用于 MYCN 扩增的神经母细胞瘤的治疗靶向。
  • DOI:
    doi:10.1093/neuonc/noab241
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Neuro Oncology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhihui Weng;Jiacheng Lin;Jiaozi He;Lin Gao;Sien Lin;Lai Ling Tsang;Hang Zhang;Xiaoyan He;Guang Wang;Xuesong Yang;Hu Zhou;Hui Zhao;Gang Li;Lin Zou;Xiaohua Jiang
  • 通讯作者:
    Xiaohua Jiang
KDM3A and KDM4C Regulate Mesenchymal Stromal Cell Senescence and Bone Aging via Condensin-mediated Heterochromatin Reorganization
KDM3A 和 KDM4C 通过凝缩蛋白介导的异染色质重组调节间充质基质细胞衰老和骨老化
  • DOI:
    10.1016/j.isci.2019.10.041
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    iScience
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    Huang Biao;Wang Bin;Lee Wayne Yuk-Wai;Pong Kin U.;Leung Kam Tong;Li Xican;Liu Zhenqing;Chen Rui;Lin Jia Cheng;Tsang Lai Ling;Liu Baohua;Ruan Ye Chun;Chan Hsiao Chang;Li Gang;Jiang Xiaohua
  • 通讯作者:
    Jiang Xiaohua

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

用于小动物脑磁共振成像及功能磁共振成像的正交微波传输带线圈设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国医学影像技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱晓红;李烨;张毅;蒋晓华
  • 通讯作者:
    蒋晓华
双主动全桥变换器的高频振荡影响因素分析
  • DOI:
    10.1145/2577080.2577090
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    清华大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    崔彬;李欣阳;薛芃;蒋晓华
  • 通讯作者:
    蒋晓华
基于可控超导储能的波动负载补偿
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    电力系统自动化
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    褚旭;蒋晓华;吴学智;姜建国
  • 通讯作者:
    姜建国
多巴胺在CTDNA修饰玻碳电极上的伏安行为
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    动物营养研究进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    林祥钦;鲁理平;蒋晓华
  • 通讯作者:
    蒋晓华
基于超导储能的暂态稳定控制器设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    电力系统自动化
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘锋;梅生伟;夏德明;马永健;蒋晓华;卢强
  • 通讯作者:
    卢强

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

蒋晓华的其他基金

衰老过程中组蛋白修饰对神经干细胞代谢和稳态的调控作用及其机制研究
  • 批准号:
    31970815
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    57 万元
  • 项目类别:
    面上项目
去分化间充质干细胞在脑胶质细胞瘤基因治疗中的应用研究
  • 批准号:
    81272548
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    70.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

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]
      
关闭
close
客服二维码