BRCA1和BRCA2通过表观调控神经嵴的颅面骨发生

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31671252
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 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

Neural crest (NC) cells are a transient population of stem-cells that arise from neuroepithelial precursors during early embryonic development to generate a wide spectrum of derivatives. Cranial NC cells arise between the posterior fore brain and posterior hindbrain and migrate into the facial primordial to generate the vast majority of the vertebrate head, including the cranial ganglia, connective tissue, tendons, osteoblasts, chondrocytes and melanocytes. Many of the most common human birth defects are related to abnormal neural crest development. Cranial NC malformation can lead to craniofacial defects like cleft lip and palate. Specific cell fates of CNCCs are controlled by positional cues that determine intrinsic gene expression patterns that are partially specified already at emigration from the neural tube. There is growing evidence to support roles for epigenetic regulation as critical for many aspects of neural crest development, including of DNA methylation, histone methylation, histone acetylation and Polycomb repressive complex. Breast cancer susceptibility gene1/2 (BRCA1/2) was identified as a hereditary cancer susceptibility gene which increased risk for the development of breast and ovarian cancer in Brca1/2 mutation carriers. BRCA1/2 also play an important role in embryogenesis, neurogenesis and hair follicle development. To date, a large number of biochemical activities have been linked to BRCA1 function, which include DNA damage response and repair, transcription regulation, chromatin remodeling, heterochromatin maintenance, among others. However, how BRCA1/2 regulates cell differentiation and how BRCA1/2 deregulation contributes to development of neural crest cells remain elusive. In present study, we examined the role of BRCA1/2 in NC development by conditionally ablating BRCA1/2 in premigratory NCCs in vivo. Interestingly, Brca1/2 deficiency derepressed neural crest markers Foxd3 and Sox10, and deregulates the MSCs lineage and osteogenesis markers, such as Dlx5 and Runx2, resulting in defect of craniofacial morphogenesis. Thus, we hypothesis that loss of BRCA1/2 in NCC perturb the NCC specification and terminal differentiation of downstream by epigenetic control. Meanwhile, the difference function of BRCA1 and BRCA2 in NC development will be investigated. Understanding specific role of BRCA1/2 in neural crest development is of great interest and importance to both developmental biology and tumourgenesis.
神经嵴(NC)由干细胞构成,位于神经管的边缘,能够分化成为多种类型细胞。NC发育异常会导致出生缺陷等人类疾病综合症,如颅面发生异常。NC的发育受到多种调控机制,其中表观修饰是研究热点。Brca1/2是抑癌基因,在胚胎发育中具有重要作用。BRCA1/2参与调控细胞周期、转录与DNA损伤修复,维持基因组稳定和表观修饰。目前,关于BRCA1/2在神经嵴发育中的作用未见报道。本研究在小鼠NC细胞中条件性敲除Brca1/2基因,探讨BRCA1/2在NC发育中的作用及机制,并比较BRCA1和BRCA2的功能差异。前期研究表明Brca1/2缺陷小鼠颅面发生异常,引起NC发育不同时期的基因表达失调,包括NC谱系决定,MSC谱系决定及成骨发生等。我们认为BRCA1/2参与基因组水平或表观修饰调控神经嵴的发育。通过本研究可以挖掘抑癌基因在NC发育过程中可能的调控机制,对发育生物学及肿瘤研究尤为重要。

结项摘要

颅面神经嵴(CNC)由中脑和前脑后部的神经嵴细胞发育形成,CNC迁移到预定面部分化形成特定形状的软骨和骨构成颅面,其发育异常会导致出生缺陷等人类疾病综合症。神经嵴(NC)在不同的发育时间节点,细胞谱系对应着不同的表观遗传修饰,因此,表观调控与转录因子协同作用谱系基因从而达到谱系特化的调控。. BRCA1/2是肿瘤抑制基因,在发育中具有重要作用。BRCA1/2参与调控细胞周期、转录与DNA损伤修复,维持基因组稳定和表观修饰。本研究BRCA1和BRCA2在神经嵴发育过程中的作用,用不同模型说明了BRCA1和BRCA2在神经嵴颅面发育中至关重要,确定BRCA1/2通过影响神经嵴谱系的分化调控,表观调控参与其中。对于理解BRCA1/2在发育中的作用提供了确实的证据,同时为临床筛查新生儿颅面缺陷提供参考标记。为进一步揭示表观调控在神经嵴发育中的作用,本研究利用UHRF1和CFP1敲除小鼠模型研究了H3K9me3和H3K4me3修饰作用神经嵴早期谱系决定、迁移和分化,其中UHRF1与BRCA1神经嵴缺失表型特征高度相似,同时确定了H3K9me3和H3K4me3修饰异常影响神经嵴谱系决定、迁移和分化导致严重缺陷。这些成果对于理解颅面神经嵴如何通过时空信息进行谱系决定和分化,如何激活特异性基因程序性表达之后启动不同的命运决定具有重要意义。. 此外,利用神经发育模型,系统阐明了CFP1通过H3K4me3修饰影响皮层发育,其中CFP1通过表观调控神经前体细胞分化和成熟,尤其作用于神经轴突生长,对复杂的神经系统疾病的起因具有重要意义。而DCAF13我们首次发现DCAF13通过泛素化调控ATM,诱导P53通路影响大脑皮层的发育,我们认为DCAF13参与维持前体细胞基因组稳定并对保护神经元损伤,同样在颅面发育中也发现DCAF13缺失引起神经嵴发育严重异常。. 尽管本项目的研究还存在不足,我们可以明确BRCA1和BRCA2在神经嵴颅面发育中是多重作用,维持基因组稳定只是调控的一部分,同时还通过参与表观调控影响神经嵴谱系决定和分化及成骨发生等。而表观调控贯穿整个神经嵴发育的过程,不同时间点组蛋白修饰的作用不同。

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)
CRL4s E3泛素连接酶复合体的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    国际遗传学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡际涛;黄翔;刘惠;申景岭
  • 通讯作者:
    申景岭
CXXC1对表观修饰的作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    解剖科学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄翔;胡际涛;申景岭
  • 通讯作者:
    申景岭
神经嵴发育和疾病的表观遗传调控
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    国际遗传学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王琪;申景岭;单智焱
  • 通讯作者:
    单智焱
Enhanced UV Resistance Role of Death Domain-Associated Protein in Human MDA-MB-231 Breast Cancer Cells by Regulation of G2 DNA Damage Checkpoint.
通过调节 G2 DNA 损伤检查点增强人 MDA-MB-231 乳腺癌细胞死亡结构域相关蛋白的紫外线抵抗作用。
  • DOI:
    10.1177/0963689720920277
  • 发表时间:
    2020-01
  • 期刊:
    Cell transplantation
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Shan Z;Liu L;Shen J;Hao H;Zhang H;Lei L;Liu F;Wang Z
  • 通讯作者:
    Wang Z

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其他文献

人突变TDP-43转基因小鼠ALS模型的建立
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    国际遗传学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王旭;沈星辉;孙瑞珍;李兆瑗;单智焱;王振东;雷蕾;金连弘;申景岭
  • 通讯作者:
    申景岭
小鼠胎儿成纤维细胞及胚胎干细胞转绿色荧光蛋白基因的研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    哈尔滨医科大学学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    徐燕宁;钟淑琦;金连弘;申景岭;关娜;雷蕾;单智焱;闫晓飞
  • 通讯作者:
    闫晓飞
高浓度RA诱导小鼠胚胎干细胞分化为神经细胞
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国生物工程杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    雷蕾;王燕;单智焱;赵勇;黄小义;申景岭;金连弘
  • 通讯作者:
    金连弘
蛋白激酶Cα在小鼠孤雌及四倍体胚胎早期发育过程中的分布和作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    生理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    钟淑琦;申景岭;单智焱;陈雅隽;董建将;冯秀清;雷蕾;阎晓飞
  • 通讯作者:
    阎晓飞
小鼠孤雌胚早期发育过程中γ-微管蛋白的动态变化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    生理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    单智焱;关娜;雷蕾;张庆华;钟淑琦;徐燕宁;申景岭
  • 通讯作者:
    申景岭

其他文献

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申景岭的其他基金

建立人TDP-43突变疾病模型探讨TDP-43在ALS中的功能
  • 批准号:
    30900413
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

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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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