Piezo1介导生物钟基因Bmal1调控肠道干细胞参与UC肠上皮修复

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81873557
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0302.消化系统免疫相关疾病
  • 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

Impaired healing of intestinal mucosa after inflammatory injury is a chief factor in the recurrence of ulcerative colitis. As we all know, Intestinal stem cells are critical for the healing of intestinal epithelial injury, while Bmal1 plays an important role in their rhythmic regeneration. Our previous study revealed that circadian clock disturbance is closely related to the severity of UC, and Bmal1 is the most closely circadian gene. However, the mechanism is still unclear. On the other hand, Mechanical microenvironment plays an important role in regulating the proliferation and differentiation of intestinal stem cells. We have confirmed that the mechanical gated ion channel Piezo1 protein is expressed in the intestinal stem cells, and is probably the key receptor for the mechanical signals of the intestinal stem cells. It has been found that the rhythmic expression of Piezo1 is controlled by Bmal1, suggesting that “biological -- mechanical signals” dialogue may play an important role in the regulation of intestinal stem cells. Piezo1 is probably the key node. This project will explore the important role of "Bmal1-- mechanical microenvironment --Piezo1" in the regulation of intestinal stem cell proliferation and differentiation in vitro and in vivo, from the perspective of normal and disease, so as to provide new therapeutic targets for improving UC epithelial healing.
肠上皮炎症损伤后修复不良是溃疡性结肠炎(UC)迁延不愈的重要原因。众所周知,肠道干细胞在肠上皮损伤后修复中至关重要,其节律性更新依赖于生物钟基因。我们前期研究证实,生物钟紊乱与UC的严重程度密切相关,其中生物钟基因Bmal1与症状相关性密切,但其机制尚不清楚。另一方面,机械微环境是调控肠道干细胞增殖分化的重要因素,我们证实机械门控离子通道Piezo1蛋白表达于肠道干细胞,很可能是肠道干细胞对机械信号的关键感受器。而有研究发现,Piezo1的节律性表达受到Bmal1控制,这提示我们,生物钟与力学信号的对话可能在肠道干细胞调控中有重要作用,Piezo1很可能是关键节点。本项目将在离体和在体不同水平,从正常和疾病不同角度,探讨“Bmal1--机械微环境--Piezo1”在肠上皮干细胞增殖分化调控中的重要作用,为改善UC上皮修复提供新的治疗靶点。

结项摘要

肠上皮炎症损伤后修复不良是溃疡性结肠炎(UC)迁延不愈的重要原因。生物钟与力学信号的对话可能在肠道干细胞调控中有重要作用,Piezo1很可能是关键节点。本项目将在离体和在体不同水平,从正常和疾病不同角度,探讨“Bmal1--机械微环境--Piezo1”在肠上皮干细胞增殖分化调控中的重要作用,为改善UC上皮修复提供新的治疗靶点。. 实施过程中进行了如下研究: 一、探究了生物钟基因 Bmal1 对于肠道干细胞增值分化和肠道炎症的影响;二、在体实验检测病理条件下昼夜节律紊乱对肠道干细胞增殖分化能力、肠上皮损伤和炎症情况的影响;三、探究了 piezo1 蛋白对于肠道炎症的影响;四、在体实验探究 Piezo1 对肠道干细胞增殖分化的影响;五、体外实验探究 piezo1 对肠道干细胞增殖分化的调控:六、探究 piezo1 蛋白与肠道上皮功能之间的关系;七、构建了 Lgr5-Cre Piezo1-Flox 的小鼠。. 结果显示:单纯Baml1蛋白对于肠道干细胞增殖分化和肠道炎症无显著影响,仅在肠道炎症的情况下对肠道干细胞增殖分化和炎症会产生影响。而piezo1蛋白在无肠道炎症的条件对于肠道增殖分化和肠道炎症就有显著影响,慢性炎症条件下该影响依旧显著。体内和体外实验均证实了piezo1能够显著影响干细胞的增殖分化。进一步的研究证明了piezo1对于肠道屏障功能的重要影响。该研究具有重大的应用前景,提示未来对于IBD患者的治疗和护理措施的选择:Baml1靶点会成为生物钟重要调控靶点,帮助减轻肠道炎症,帮助肠道上皮修复;同时piezo1靶点更具有重要意义,对钙蛋白的干预可能对于肠上皮的修复、炎症减轻和肠上皮功能恢复具有重要潜在价值。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Association of stress and functional gastrointestinal disorders in high school graduates
高中毕业生压力与功能性胃肠道疾病的关系
  • DOI:
    10.1016/j.jad.2021.05.072
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    JOURNAL OF AFFECTIVE DISORDERS
  • 影响因子:
    6.6
  • 作者:
    Duan Caihan;Chen Can;Ouyang Zhen;Duan Chaofan;Zhang Shengyan;Shang Haitao;Zhang Lei;Xiang Xuelian;Song Jun;Zou Kaifang;Bai Tao;Hou Xiaohua
  • 通讯作者:
    Hou Xiaohua
Resolvin D1 Prevents Epithelial-to-Mesenchymal Transition and Reduces Collagen Deposition by Stimulating Autophagy in Intestinal Fibrosis
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  • DOI:
    10.1007/s10620-021-07356-w
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Digestive Diseases and Sciences
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Cui Zeng;Xinghuang Liu;Danping Xiong;Kaifang Zou;Tao Bai
  • 通讯作者:
    Tao Bai

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CTLA-4基因多态性调节溃疡性结肠炎患者CTLA-4 mRNA稳定性和蛋白水平
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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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