基于计算心脏模型的遗传性短QT综合征发病机制的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61179009
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    62.0万
  • 负责人：
    张恒贵
  • 依托单位：
    哈尔滨工业大学
  • 学科分类：
    F0124.生物电子学与生物信息处理
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

心脏是人体的重要器官，心脏病研究取得了长足的发展，但是人们对心脏更深层次上的认识以及心脏病预防和治疗远没有达到理想地步。为了更深入地研究目前靠生理实验手段无法有效解释的基因变异导致SQTS并诱发的房颤、室颤发病机制的问题，本课题拟利用计算模型模拟和假设分析的优势，来开展"基于计算心脏模型的遗传性短QT综合征发病机制的研究"。首先基于SQTS基因变异、通道功能改变和临床心电图等相关生理实验数据，建立从亚细胞到体表心电图的多尺度计算模型，通过仿真、分析SQTS基因变异对细胞动作电位、有效不应期、传导速率、仿真心电图等电生理特征，来研究、解释SQTS基因变异产生致命性房颤、室颤的发病机制。本研究将为SQTS病人的临床治疗和抗心律失常药物筛选研究提供前期的理论依据。

结项摘要

本项目以短QT综合征（SQTS）疾病为主要研究对象，利用虚拟心脏技术手段，从亚细胞、细胞、组织和器官等不同层次开展研究，系统阐明了基因突变导致短QT综合征并诱发室颤发生的机制。主要内容包括：1）基于SQTS基因变异对钾离子通道功能影响建立数学模型，并集成到1D、2D、3D模型中，仿真分析了SQTS基因变异对细胞动作电位、有效不应期、传导速度、仿真心电图等电生理特性，解释了SQTS基因变异产生室颤的发病机制；2）建立电力耦合的人体心室模型研究了SQTS的发病机制；3）基于药物实验数据，通过药物对离子通道阻断理论建模，仿真研究了不同剂量的药物对SQTS的治疗效果。本研究成果为SQTS病人的临床治疗和抗心律失常药物筛选提供前期理论依据，并且对于理解更普遍意义紊乱状态的心律失常也有很大价值。

项目成果

期刊论文数量（21）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（19）
专利数量（0）
A computational model of the ionic currents, Ca2+ dynamics and action potentials underlying contraction of isolated uterine smooth muscle.
离体子宫平滑肌收缩的离子电流、Ca2 动力学和动作电位的计算模型
  • DOI：
    10.1371/journal.pone.0018685
  • 发表时间：
    2011-04-29
  • 期刊：
    PloS one
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Tong WC;Choi CY;Kharche S;Holden AV;Zhang H;Taggart MJ
  • 通讯作者：
    Taggart MJ
Pro-arrhythmogenic effects of atrial fibrillation-induced electrical remodelling: insights from the three-dimensional virtual human atria.
心房颤动引起的电重塑的致心律失常效应：来自三维虚拟人体心房的见解
  • DOI：
    10.1113/jphysiol.2013.254987
  • 发表时间：
    2013-09-01
  • 期刊：
    The Journal of physiology
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Colman MA;Aslanidi OV;Kharche S;Boyett MR;Garratt C;Hancox JC;Zhang H
  • 通讯作者：
    Zhang H
面向短QT综合征的电生理建模与仿真研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    电子学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    罗存金;王宽全;袁永峰;吕伟刚;HengguiZhang
  • 通讯作者：
    HengguiZhang
Theoretical investigation of the mechanism of heart failure using a canine ventricular cell model: Especially the role of up-regulated CaMKII and SR Ca2+ leak
使用犬心室细胞模型对心力衰竭机制进行理论研究：特别是上调的 CaMKII 和 SR Ca2 渗漏的作用
  • DOI：
    10.1016/j.yjmcc.2012.11.020
  • 发表时间：
    2013-03-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF MOLECULAR AND CELLULAR CARDIOLOGY
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Zang, Yunliang;Dai, Ling;Zhang, Henggui
  • 通讯作者：
    Zhang, Henggui
A pipeline for neuron reconstruction based on spatial sliding volume filter seeding.
基于空间滑动体积过滤播种的神经元重建流程
  • DOI：
    10.1155/2014/386974
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Computational and mathematical methods in medicine
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Sui D;Wang K;Chae J;Zhang Y;Zhang H
  • 通讯作者：
    Zhang H

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其他文献

外界刺激对钠通道基因突变的窦房结体系起搏功能的调控作用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    中国科学:生命科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李翔;张季谦;梁立嗣;黄守芳;张恒贵
  • 通讯作者：
    张恒贵
噪声对窦房结体系钠通道电导作用的计算机仿真研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    生物物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王业遒;张季谦;斯小琴;汪春道;张恒贵
  • 通讯作者：
    张恒贵
虚拟生理心脏模型及房颤机制研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    生物化学与生物物理进展
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    罗存金;游婷婷;刘彤;赫颖;王宽全;张恒贵
  • 通讯作者：
    张恒贵
利用Java编程对窦房结体系搏动过程进行视图仿真
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    中国心脏起搏与心电生理杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈春磊;张季谦;梁立嗣;马文洋;张恒贵
  • 通讯作者：
    张恒贵
突触素对窦房结细胞膜电压的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    安徽师范大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    马文洋;张季谦;王萌;张恒贵
  • 通讯作者：
    张恒贵

其他文献

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张恒贵的其他基金

基于3D电-力耦合人心室模型的生物起搏器机制研究
  • 批准号：
    61572152
  • 批准年份：
    2015
  • 资助金额：
    63.0 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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