基因启动子区组蛋白甲基化修饰对后纵韧带骨化发生中的作用及机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81772392
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0608.骨、关节、软组织退行性病变
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The ossification of posterior longitudinal ligament (OPLL) is one of the most common diseases in spine surgery department. Its onset may cause severe tetraparesis, urine and stool incontinence to the patients, so to prevent and cure such disease is an urgent matter. Although many have reported the factors that may cause such disease, however, the specific mechanism is not known. Under several previous funding of NSFC, our group has dedicated to find the core genetic factors that modulate the ossification process of the ligament cells. Although many unique core regulators were found, the initiation factors or the upstream regulatory mechanism of these genes were far from known. With the discovery of epigenetic factors in gene expression regulation, we have hypothesized that these epigenetic factors may have contributed to the initiation of core factors that cause OPLL. In this study, we take advantage of chromatin immunoprecipitation and sequencing technology to find the differentially expressed histone methylation modification sites in a global style. By analyzing the promoter region histone methylation level of core factors in OPLL and control ligament cells, we try to find the responsible methylation modification that initiates their expression, and also try to find new disease-related sites to expand the mechanism network of OPLL pathology.
后纵韧带骨化症(OPLL)是脊柱外科常见的疾病,造成严重的脊髓压迫后会导致四肢瘫痪和大小便失禁,是严重危害患者健康的疾病。尽管多项研究表明OPLL与遗传、代谢、环境等多种因素有关,但具体发病机制并不明确。课题组前期在连续多项国家自然基金的资助下发现了一批具有OPLL特异性的致病相关基因及调控分子,然而这些致病因子在OPLL中出现表达异常的原因仍未被揭示。近年来随着对表观遗传学认识的不断加深,人们认识到除了核酸等遗传物质以外还存在着其它的“遗传密码”能够影响基因的表达、细胞的表型甚至是个体的发育。因此课题组拟针对具有重要基因表达起始阶段调控作用的组蛋白甲基化修饰进行系统组学研究。利用染色质免疫共沉淀、高通量测序等手段对致病因子所在基因的组蛋白修饰情况进行分析和研究,同时通过生物信息学分析查找新的致病相关基因,最终通过研究组蛋白甲基化水平差异的机制来解释并完善致病基因出现异常的机理。

结项摘要

后纵韧带骨化症(OPLL)作为脊柱外科最为常见的疾病之一,由于其能够导致四肢瘫痪和大小便失禁,是严重危害患者健康的疾病。研究表明其致病因素较多,但具体的发病机制并不明确。近年来随着对表观遗传学认识的不断加深,人们认识到除了核酸等遗传物质以外还存在着其它的“遗传密码”能够影响基因的表达、细胞的表型甚至是个体的发育。因此课题组拟针对具有重要基因表达起始阶段调控作用的组蛋白甲基化修饰进行系统组学研究。利用染色质免疫共沉淀(ChIP)联合高通量DNA测序手段对韧带细胞基因的组蛋白修饰情况进行分析和研究,通过多组学手段联合分析,发现疾病特异性组蛋白甲基化特征及差异基因。通过偶联RNA测序结果构建差异基因调控网络,并找出潜在的致病关键基因,为后续进一步探索OPLL疾病的始动因素提供重要理论依据。通过针对该网络进行验证,明确miRNA-10a/ID3/RUNX2轴在后纵韧带细胞中参与成骨分化的作用及对OPLL疾病进程的影响,明确了致病相关miRNA通过细胞外囊泡的形式影响正常韧带细胞的TAK1、PBX1从而促进韧带细胞成骨分化的作用机制。相关内容明确了OPLL疾病的始动及促进因素,同时创新性地从微环境角度解析了OPLL疾病的发病机制,联合表观遗传学调控分子补充了现有OPLL疾病致病分子机制网络的不足,具有较好的创新性。构建了OPLL模型小鼠并验证了miRNA-181具有疾病靶向治疗的价值,为后续靶向治疗的开发奠定重要基础。通过对比细胞水平以及外周血中OPLL特异性非编码RNA成分,找到关键性miRNA可用于疾病诊断。相关内容以论著形式发表相关SCI期刊论著10篇,其中影响因子10分以上1篇,5分以上1篇,培养硕士研究生2名。相关成果获教育部科技进步二等奖,授权国家发明专利1项、国际发明专利1项,实用新型5项。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(8)
The microRNA-10a/ID3/RUNX2 axis modulates the development of Ossification of Posterior Longitudinal Ligament.
microRNA-10a/ID3/RUNX2轴调节后纵韧带骨化的发展
  • DOI:
    10.1038/s41598-018-27514-x
  • 发表时间:
    2018-06-15
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Xu C;Zhang H;Gu W;Wu H;Chen Y;Zhou W;Sun B;Shen X;Zhang Z;Wang Y;Liu Y;Yuan W
  • 通讯作者:
    Yuan W
Intervertebral Foramen Width Is an Important Factor in Deciding Additional Uncinate Process Resection in ACDF-a Retrospective Study.
椎间孔宽度是决定 ACDF 附加钩突切除的重要因素——一项回顾性研究
  • DOI:
    10.3389/fsurg.2021.626344
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Frontiers in surgery
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Sun B;Xu C;Zhang Y;Wu S;Wu H;Zhang H;Shen X;Zhang Z;Yuan W;Liu Y
  • 通讯作者:
    Liu Y
Inflammatory-sensitive CHI3L1 protects nucleus pulposus via AKT3 signaling during intervertebral disc degeneration
炎症敏感的 CHI3L1 在椎间盘退变过程中通过 AKT3 信号传导保护髓核
  • DOI:
    10.1096/fj.201902096r
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    The FASEB Journal
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wang Ruizhe;Xu Chen;Zhong Huajian;Hu Bo;Wei Leixin;Liu Ning;Zhang Yizhi;Shi Qianghui;Wang Chen;Qi Min;Gu Yifei;Shen Xiaolong;Tian Ye;Liu Yang;Cao Peng;Chen Huajiang;Yuan Wen
  • 通讯作者:
    Yuan Wen
MicroRNA-10a,-210, and-563 as circulating biomarkers for ossification of the posterior longitudinal ligament
MicroRNA-10a、-210 和-563 作为后纵韧带骨化的循环生物标志物
  • DOI:
    10.1016/j.spinee.2018.10.008
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Spine Journal
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Xu Chen;Zhang Hao;Zhou Wenchao;Wu Huiqiao;Shen Xiaolong;Chen Yuanyuan;Liao Mingfang;Liu Yang;Yuan Wen
  • 通讯作者:
    Yuan Wen
Efficacy and Safety of Ultrasonic Bone Curette-assisted Dome-like Laminoplasty in the Treatment of Cervical Ossification of Longitudinal Ligament.
超声骨刮匙辅助圆顶椎板成形术治疗颈椎纵韧带骨化的疗效和安全性。
  • DOI:
    10.1111/os.12858
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
    Orthopaedic surgery
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Sun B;Xu C;Wu S;Zhang Y;Wu H;Qi M;Shen X;Yuan W;Liu Y
  • 通讯作者:
    Liu Y

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  • 发表时间:
    2017
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    2020
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘洋;王林;刘黎;王政;张宇;刘艳;邵秀丽;姜南哲;金政伟;焦洪桥
  • 通讯作者:
    焦洪桥

其他文献

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OPLL韧带细胞来源外泌体通过microRNA调控韧带骨化的作用及机制研究
  • 批准号:
    81972090
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相似国自然基金

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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

        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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