Kv1.3离子通道功能变化调节神经干细胞成熟与分化的机制研究

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基本信息

  • 批准号：
    31671211
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    61.0万
  • 负责人：
    李志远
  • 依托单位：
    中国科学院广州生物医药与健康研究院
  • 学科分类：
    C1105.整合生理学与整合生物学
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Potassium ion channels participate multiple biologic activities. Kv1.3 potassium channel is widely expressed on neural system, especially on neural stem cells (NSCs). NSCs are an important and unlimited donor source for cell replacement therapy in the treatment of many neurological diseases, but its differentiation efficiency is low and the mechanism is unclear. Our previous research study revealed that the efficiency of neural differentiation from neural stem cells was enhanced by Vitamin E isomer ∂-tocopherol via Ca2+ channels. Moreover, we found that Kv1.3 blockers induced a significant increase in the proportion of GABA-positive cells. Therefore, we hypothesis that Kv1.3 blockade enhances presynaptic neurotransmitter release, induces postsynaptic membrane depolarization and GABA receptor activation, and then increases excitatory postsynaptic currents (EPSCs) efficiency and intracellular Ca2+ concentration， which can promotes neuronal differentiation. In this project, we explore the effects of Kv1.3 channel on NSC neuronal differentiation and the functional relationship between Kv1.3 and GABA signaling using molecular and cell biology、immunocytochemistry and electrophysiology approaches. It will be beneficial for understanding the mechanism of neural stem cell differentiation, and may provide a new method to obtain more mature and functional neurons from neural stem cells for clinical application.
钾离子通道参与多种生命活动，Kv1.3在神经系统，特别在神经干细胞上分布广泛。神经干细胞兼有神经修复和再生功能，有望用于治疗神经损伤和神经退行性疾病，但干细胞定向分化效率较低，其分化机理不明。我们前期研究发现维生素E能调节钙离子通道，促进神经干细胞分化；我们进一步发现其分化过程中加入Kv1.3阻断剂，能获得更多更成熟的GABA阳性神经元，由此我们推测:阻断Kv1.3引起突触前神经递质GABA释放增多,使突触后神经前体细胞钙离子内流增加, 从而促进其向神经元方向分化。本项目在前期实验基础上,以研究离子通道Kv1.3功能与GABA信号的关系为主线,构建神经干细胞体外分化体系,利用分子生物学、膜片钳技术和RNA干扰等实验手段,探索Kv1.3与GABA信号系统在神经干细胞分化过程中的功能联系。本项目的研究为深入理解神经干细胞的分化机理提供新的理论,为获取更多的成熟神经元及其临床应用提供新的方法。

结项摘要

本项目采用小鼠神经干细胞为研究对象，研究Kv1.3离子通道对神经干细胞定向分化的影响，通过shRNA基因沉默技术对Kv1.3的表达进行干扰，与正常的神经干细胞进行形态和功能的对比，分析神经干细胞的分化情况。其次，通过加入Kv1.3离子通道选择性阻断剂，与正常分化的神经干细胞进行对比，分析神经干细胞的活性及分化情况。在实验过程中合成小分子化合物Kv1.3选择性阻断剂Psora-4，并用Psora-4抑制KV1.3离子通道进行神经干细胞分化成熟的研究。通过实验证明选择性阻断和沉默神经干细胞中的KV1.3离子通道能够促进其向神经元方向分化，Psora-4能够从形态和功能两个方面显著促进新生神经元的成熟。通过研究发现Kv1.3与GABA信号系统在分化过程中跟GABA的功能有关系，下一步再通过电生理实验证明其内在的联系。

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（3）
Transient receptor potential ankyrin 1 contributes to the lysophosphatidylcholine-induced oxidative stress and cytotoxicity in OLN-93 oligodendrocyte
瞬时受体电位锚蛋白 1 有助于溶血磷脂酰胆碱诱导的 OLN-93 少突胶质细胞氧化应激和细胞毒性
  • DOI：
    10.1007/s12192-020-01131-y
  • 发表时间：
    2020-06
  • 期刊：
    Cell Stress Chaperones
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Chao Tian;Shuai Li;Lang He;Xiaobo Han;Feng Tang;Rongqi Huang;Zuoxian Lin;Sihao Deng;Junjie Xu;Hualin Huang;Huifang Zhao;Zhiyuan Li
  • 通讯作者：
    Zhiyuan Li
Promoting Osteogenesis of Human Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells Using 1, 25-(OH)2D3 to Change Intracellular Calcium Concentration
利用 1, 25-(OH)2D3 改变细胞内钙浓度促进人脐带间充质干细胞成骨
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Journal of Nanoscience and Nanotechnology
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Fei Wang;Na Cheng;Jie Chen;Yuchen Yang;Rongqi Huang;Hualin Huang;Zuoxian Lin;Chao Tian;Huifang Zhao;Yan Long;Zhiyuan Li
  • 通讯作者：
    Zhiyuan Li
Generation of corrected-hiPSC (USTCi001-A-1) from epilepsy patient iPSCs using TALEN-mediated editing of the SCN1A gene
使用 TALEN 介导的 SCN1A 基因编辑从癫痫患者 iPSC 生成校正 hiPSC (USTCi001-A-1)
  • DOI：
    10.1016/j.scr.2020.101864
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Stem Cell Research
  • 影响因子：
    1.2
  • 作者：
    Huifang Zhao;Lang He;Shuai Li;Hualin Huang;Feng Tang;Xiaobo Han;Zuoxian Lin;Chao Tian;Rongqi Huang;Peng Zhou;Jufang Huang;Sihao Deng;Zhiyuan Li
  • 通讯作者：
    Zhiyuan Li
Transient receptor potential ankyrin 1 contributes to the ATP-elicited oxidative stress and inflammation in THP-1-derived macrophage
瞬时受体电位锚蛋白 1 有助于 THP-1 衍生巨噬细胞中 ATP 引发的氧化应激和炎症
  • DOI：
    10.1007/s11010-020-03818-3
  • 发表时间：
    2020-07
  • 期刊：
    Molecular and cellular biochemistry
  • 影响因子：
    4.3
  • 作者：
    Chao Tian;Xiaobo Han;Lang He;Feng Tang;Rongqi Huang;Zuoxian Lin;Shuai Li;Sihao Deng;Junjie Xu;Hualin Huang;Huifang Zhao;Zhiyuan Li
  • 通讯作者：
    Zhiyuan Li
Transient Receptor Potential Ankyrin 1 Contributes to Lysophosphatidylcholine-Induced Intracellular Calcium Regulation and THP-1-Derived Macrophage Activation
瞬时受体电位锚蛋白 1 有助于溶血磷脂酰胆碱诱导的细胞内钙调节和 THP-1 衍生的巨噬细胞激活
  • DOI：
    10.1007/s00232-019-00104-2
  • 发表时间：
    2019-12
  • 期刊：
    Vol.:(0112 33456789) The Journal of Membrane Biology
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Chao Tian;Rongqi Huang;Feng Tang;Zuoxian Lin;Na Cheng;Xiaobo Han;Shuai Li;Peng Zhou;Sihao Deng;Hualin Huang;Huifang Zhao;Junjie Xu;Zhiyuan Li
  • 通讯作者：
    Zhiyuan Li

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其他文献

溶血磷脂酰胆碱衍生物的合成及其对自然杀伤T细胞的激活作用
  • DOI：
    10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.2019.02.17298
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    合成化学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    倪广惠;卫舒帆;李志远;夏成峰
  • 通讯作者：
    夏成峰
基于非完整拱效应的软岩隧道掌子面变形及其控制研究
  • DOI：
    10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2019.04.09
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    中国地质灾害与防治学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘佳楠;陈龙;李志远
  • 通讯作者：
    李志远
岭回归法分析孕期郑州市大气污染物暴露与新生儿出生形态特征的关系
  • DOI：
    10.13705/j.issn.1671-6825.2017.10.102
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    贺同坤;周郭育;王佳;段雷振;李志远;朱静媛;黄辉;张瑞芹;巴月
  • 通讯作者：
    巴月
基于AMESim的电/气比例压力阀仿真与试验
  • DOI：
    10.11832/j.issn.1000-4858.2020.03.010
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张伟;李淳潮;李志远;尚尧
  • 通讯作者：
    尚尧
核岛近区域复杂场地的波动场动力特性研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    地震工程与工程振动
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李志远;李建波;林皋
  • 通讯作者：
    林皋

其他文献

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李志远的其他基金

与疼痛相关的P2X离子通道的分子结构和功能的研究
  • 批准号：
    81171037
  • 批准年份：
    2011
  • 资助金额：
    60.0 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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