解析藏族人群高原肺动脉高压的调控机制及其对高原低氧环境适应的遗传效应

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31671329
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0607.基因组学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2018-12-31

项目摘要

High-altitude pulmonary arterial hypertension (haPAH) is a chronic high altitude illness caused by pulmonary vascular remodeling due to chronic exposure to hypoxia, including increased muscularization of distal arterioles, with extension of muscle into previously unmuscularized vessels, and an increase in the collagen and elastin content of the vessel wall. The increased pressure-load on the right ventricle reduces exercise capacity and can lead to right heart failure, however, the molecular mechanism underlying the haPAH remains unclear. One of the key features of physiological adaptation to high altitude hypoxia in Tibetans is relatively low haPAH, however, the current evidences showed that haPAH is not directly regulated by EPAS1, a key gene involving in the genetic adaptation to high altitude hypoxia in Tibetans. There is could be some other genes involved in the regulation of haPAH in Tibetans. Our unpublished clinical data showed a very high incidence (14.21-26.76%) of haPAH in native Tibetans especially those who permanently settled on the higher places with elevation of over 4500 meters. These people will be an ideal natural population for delineating the molecular mechanism of haPAH in Tibetans as well as for deciphering the mechanism of genetic adaptation to high altitude hypoxia in Tibetans. We just generated a large high coverage (30×) whole genome resequencing dataset, including 112 Tibetan haPAHs and 116 Tibetan controls. This project aims to identify new susceptible loci and genes regulating haPAH in Tibetans by performing a GWAS analysis using this haPAH-control dataset and comprehensive physiological traits such as right vascular pressure (RVP), blood NO concentration et al. The identified susceptible loci and gene will not only be very useful for the treatment of haPAH, but also will provide new insights into the mechanism of genetic adaptation to high altitude hypoxia.
高原肺动脉高压是低氧条件下由于肺血管收缩反应增强和肺小动脉中层平滑肌细胞的异常增生导致的一种慢性高原病,但是对其致病机理仍然不甚清楚。藏族人群对高原低氧适应的一个关键生理特征是具有较低的肺动脉压,但现有的肺动脉高压与高原适应关键基因与藏族的高原肺动脉高压没有显著的遗传相关性,提示可能是受其它基因调控。世居高原尤其是4500米以上的高海拔地区的藏族人群中肺动脉高压的发病率很高(14-26%),因而是研究高原肺动脉高压的调控机制以及藏族人群对高原低氧环境长期适应的进化机制的理想人群。本项目中我们将利用前期研究中筛查的112例藏族高原肺动脉高压与116例藏族正常对照人群的全基因组数据的GWAS关联分析,并结合脐带内皮细胞与Cas9基因修饰小鼠的低氧诱导验证实验,以期发现在藏族人群中调控高原肺动脉高压的易感基因。研究结果将为治疗高原肺动脉高压提供分子靶标,还为揭示高原适应的分子机制提供证据。

结项摘要

高原肺动脉高压是低氧条件下由于肺血管收缩反应增强和肺小动脉中层平滑肌细胞的异常增生导致的一种慢性高原病,但是对其致病机理仍然不甚清楚。藏族人群对高原低氧适应的一个关键生理特征是具有较低的肺动脉压,但现有的肺动脉高压与高原适应关键基因与藏族的高原肺动脉高压没有显著的遗传相关性,提示可能是受其它基因调控。世居高原尤其是4500米以上的高海拔地区的藏族人群中肺动脉高压的发病率很高(14-26%),因而是研究高原肺动脉高压的调控机制以及藏族人群对高原低氧环境长期适应的进化机制的理想人群。本项目利用前期研究中筛查的112例藏族高原肺动脉高压与116例藏族正常对照人群的全基因组数据的GWAS关联分析,并结合脐带内皮细胞与Cas9基因修饰小鼠的低氧诱导验证实验,以期发现在藏族人群中调控高原肺动脉高压的易感基因。研究结果将为治疗高原肺动脉高压提供分子靶标,还为揭示高原适应的分子机制提供新的证据。本课题紧紧围绕解析藏族人群中高原肺动脉高原的致病机理及其对高原低氧环境适应的遗传影响这一核心科学问题,按计划高质量完成了原计划的全部研究任务:首次找到14个与高原肺动脉高压相关的基因区域和55个潜在功能位点;提出了一氧化氮在藏族人群对高原低氧环境生理适应的钝化调节机制假说;提出海拔4500米可能是藏族人群对高原低氧环境最佳适应的临界海拔,初步回答了藏族人群究竟能适应多高海拔的低氧环境的问题;初步阐明了低氧通路关键基因EPAS1在高原低氧环境中调控血液血红蛋白的机制;系统分析了高原特有的大型哺乳动物牦牛的8种主要器官的转录组全景图谱。发表研究论文6篇,1篇正在修回中。培养博士毕业生1人、硕士毕业生2人,3人次参加国际学术会议。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
EP300 contributes to high-altitude adaptation in Tibetans by regulating nitric oxide production
EP300通过调节一氧化氮的产生促进藏族人的高海拔适应
  • DOI:
    10.24272/j.issn.2095-8137.2017.036
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Zool Res
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Zheng W. S.;He Y. X.;Cui C. Y.;Ouzhuluobu;Dejiquzong;Peng Y.;Bai C. J.;Duojizhuoma;Gonggalanzi;Bianba;Baimakangzhuo;Pan Y. Y.;Qula;Kangmin;Cirenyangji;Baimayangji;Guo W.;Yangla;Zhang H.;Zhang X. M.;Guo Y. B.;Xu S. H.;Chen H.;Zhao S. G.;Cai Y.;Liu S. M.;Wu
  • 通讯作者:
    Wu
Blunted nitric oxide regulation in Tibetans under high-altitude hypoxia
高原缺氧下藏族一氧化氮调节减弱
  • DOI:
    10.1093/nsr/nwy037
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    National Science Review
  • 影响因子:
    20.6
  • 作者:
    He Yaoxi;Qi Xuebin;Ouzhuluobu;Liu Shiming;Li Jun;Zhang Hui;Baimakangzhuo;Bai Caijuan;Zheng Wangshan;Guo Yongbo;Duojizhuoma;Baimayangji;Dejiquzong;Bianba;Gonggalanzi;Pan Yongyue;Qula;Kangmin;Cirenyangji;Guo Wei;Yangla;Peng Yi;Zhang Xiaoming;Xiang Kun;Yang
  • 通讯作者:
    Yang
Down-Regulation of EPAS1 Transcription and Genetic Adaptation of Tibetans to High-Altitude Hypoxia
EPAS1转录下调与藏族高原缺氧的遗传适应
  • DOI:
    10.1093/molbev/msw280
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Molecular Biology and Evolution
  • 影响因子:
    10.7
  • 作者:
    Peng Yi;Cui Chaoying;He Yaoxi;Zhang Hui;Yang Deying;Zhang Qu;Bianbazhuoma;Yang Lixin;He Yibo;Xiang Kun;Zhang Xiaoming;Bh;ari Sushil;Shi Peng;Yangla;Dejiquzong;Baimakangzhuo;Duojizhuoma;Pan Yongyue;Cirenyangji;Baimayangji;Gonggalanzi;Bai Caijuan;Bianba;B
  • 通讯作者:
    B
The Transcriptomic Landscape of Yaks Reveals Molecular Pathways for High Altitude Adaptation
牦牛的转录组景观揭示了高海拔适应的分子途径
  • DOI:
    10.1093/gbe/evy264
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Genome Biology and Evolution
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Qi Xuebin;Zhang Qu;He Yaoxi;Yang Lixin;Zhang Xiaoming;Shi Peng;Yang Linping;Liu Zhengheng;Zhang Fuheng;Liu Fengyun;Liu Shiming;Wu Tianyi;Cui Chaoying;Ouzhuluobu;Bai Caijuan;Baimakangzhuo;Han Jianlin;Zhao Shengguo;Liang Chunnian;Su Bing
  • 通讯作者:
    Su Bing
Cross-altitude analysis suggests a turning point at the elevation of 4,500 m for polycythemia prevalence in Tibetans
跨海拔分析表明藏族红细胞增多症患病率在海拔4500 m出现转折点
  • DOI:
    10.1002/ajh.24809
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    American Journal of Hematology
  • 影响因子:
    12.8
  • 作者:
    Zhang Hui;He Yaoxi;Cui Chaoying;Ouzhuluobu;Baimakangzhuo;Duojizhuoma;Dejiquzong;Bianba;Gonggalanzi;Pan Yongyue;Qula;Kangmin;Cirenyangji;Baimayangji;Bai Caijuan;Guo Wei;Yangla;Peng Yi;Zhang Xiaoming;Xiang Kun;Yang Zhaohui;Liu Shiming;Tao Xiang;Gengdeng;Zhe
  • 通讯作者:
    Zhe

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其他文献

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祁学斌的其他基金

高原低氧环境下影响藏族人群遗传适合度的关键生理因素及其调控机制的多组学解析
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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

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          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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