一家族性单基因遗传自身免疫病致病基因SOX13的发现及功能分析

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81873878
  • 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:
    H1107.自身免疫性疾病
  • 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

In the preliminary study, we collected several families and sporadic cases with Systemic lupus erythematosus, rheumatoid arthritis. We performed whole exome sequencing in one multi-generation family in which 8 family members affected with Systemic lupus erythematosus, rheumatoid arthritis. After filtering with ExAC, 1000 genomes,ESP6500 and gnomAD, then conducted prioritization analysis, a candidate variant p.S453I in SOX13 gene was identified in the family. After Sanger sequencing all the family members, we found that this missense variant co-segregate with the phenotype in the family and is conservative across different species. PolyPhen-2,SIFT and Mutationtaster were used to predict the possible pathogenic effect of the variant. The bioinformatic analysis results revealed the substitution p.S453I was predicted to be likely detrimental to protein function. All the results suggested that variant p.S453I in SOX13 might play an critical role in the pathogenesis of autoimmune disease. But the detailed mechanisms remained unclear..In this proposed project, we aimed to confirmed its pathogenic role by 1) screening more disease families and sporadic cases to find more mutations in the SOX13 gene to confirm its disease-causative role. 2) in vitro studies such as ChIP-Seq and CoIP to provide more functional supportive clues for the variant, 3) phenotype assay for the knock-in mouse model to investigate the pathophysiological effect of Sox13 on autoimmune diseases . In addition, in vivo and in vitro functional studies of identified disease-causing genes will be carried out to investigate their critical roles in the pathogenesis of rheumatic diseases. Identification of more genes implicated in the autoimmune diseases will provide us a better understanding of the molecular pathology and help find potential treatments.
自身免疫病具有较高的发生率,分离其致病基因对于了解疾病的发生机制及防治具有重要的意义。课题组前期利用全外显子组测序对一单基因遗传的自身免疫病大家系进行分析,过滤筛选后发现SOX13 p.S453I 错义突变在家系内与表型共分离且在进化中高度保守,生物信息学分析证实该变异影响了蛋白功能,提示SOX13基因突变导致了自身免疫病。为探索该变异的致病性及SOX13导致疾病发生的分子机制,课题组利用基因打靶技术构建Sox13 p.S453I 的基因敲入与敲除小鼠模型,通过对Knock in小鼠注射II型胶原(CII)诱导产生风湿性关节炎或注射pristane诱导产生系统性红斑狼疮等表型分析证实突变的致病性,分析敲除小鼠γδT等细胞的变化,通过ChIP-Seq、免疫荧光、流式细胞术等技术分析SOX13致病的分子机制,为揭示SOX13在自身免疫病发生的分子机制进行探索。

结项摘要

课题组拟对前期收集到的一个自身免疫病家系进行致病基因分析,明确导致该家系的基因突变,为家系提供基因诊断。同时明确突变的分子病理机制及表型效应,为自身免疫病的发生机制提供一个新的靶点。课题按研究计划顺利完成,利用全外显子组测序结合Sanger测序,发现SOX13基因存在c.G1358T,p.S453I错义突变,该变异在家系中与疾病表型共分离,在ExAC, 1000genome数据库中不存在。该变异在物种间高度保守,双荧光素酶报告基因实验表明SOX13基因S453I错义突变影响了SOX13转录因子的功能,体外实验证明该突变导致Wnt/β-catenin信号通路过度激活。由于SOX13基因能够调控γδT细胞分化,我们的实验证明变异影响了γδT细胞正常的分化进程。为深入明确变异的分子病理效应,课题组构建了S453I突变的knock-in小鼠模型。统计结果表明,与对照小鼠相比,KI小鼠的胸腺和外周血中,γδT细胞比例升高。对KI小鼠利用Pristane诱导后,与对照相比,KI小鼠脾脏明显肿大,尿蛋白含量明显升高。肾盂黏膜及肾小管周围炎细胞浸润,肾小球体积增大,基底膜增厚,血管内皮细胞及系膜细胞出现增生现象,同时伴有明显的单核细胞浸润。综上,课题利用体内外实验证明SOX13基因S453I错义突变通过影响γδT细胞的分化导致自身免疫病的发生。本项目培养博士研究生2名,硕士研究生4名,在Human molecular genetics, Journal of Immunology, Journal of Clinical Immunology等杂志发表论文8篇。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A De Novo Frameshift Mutation in TNFAIP3 Impairs A20 Deubiquitination Function to Cause Neuropsychiatric Systemic Lupus Erythematosus
TNFAIP3 的从头移码突变损害 A20 去泛素化功能,导致神经精神系统性红斑狼疮
  • DOI:
    10.1007/s10875-019-00695-4
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Clinical Immunology
  • 影响因子:
    9.1
  • 作者:
    Ruonan Duan;Qiji Liu;Jiangxia Li;Xianli Bian;Qianqian Yuan;Yan Li;Feng Long;Shang Gao;Shijun Wei;Pengyu Li;Fei Gao;Wenjie Sun;Xi Li;Qiji Liu
  • 通讯作者:
    Qiji Liu
Social Deficits and Cerebellar Degeneration in Purkinje Cell Scn8a Knockout Mice
浦肯野细胞 Scn8a 基因敲除小鼠的社交缺陷和小脑变性
  • DOI:
    10.3389/fnmol.2022.822129
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Frontiers in Molecular Neuroscience
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Yang, Xiaofan;Yin, Hongqiang;Wang, Xiaojing;Sun, Yueqing;Bian, Xianli;Zhang, Gaorui;Li, Anning;Cao, Aihua;Li, Baomin;Ebrahimi-Fakhari, Darius;Yang, Zhuo;Meisler, Miriam H.;Liu, Qiji
  • 通讯作者:
    Liu, Qiji
A SMOC2 variant inhibits BMP signaling by competitively binding to BMPR1B and causes growth plate defects
SMOC2 变体通过竞争性结合 BMPR1B 抑制 BMP 信号传导并导致生长板缺陷
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Bone
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Feng Long;Hongbiao Shi;Pengyu Li;Shaoqiang Guo;Yuer Ma;Shijun Wei;Yan Li;Fei Gao;Shang Gao;Meitian Wang;Ruonan Duan;Xiaojing Wang;Kun Yang;Wenjie Sun;Xi Li;Jiangxia Li;Qiji Liu
  • 通讯作者:
    Qiji Liu
Ppp4r3a deficiency leads to depression-like behaviors in mice by modulating the synthesis of synaptic proteins
Ppp4r3a 缺陷通过调节突触蛋白的合成导致小鼠抑郁样行为
  • DOI:
    10.1242/dmm.049374
  • 发表时间:
    2022-06-01
  • 期刊:
    Disease Models & Mechanisms
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Fei Gao;Ai Liu;Xing Qi;Meitian Wang;Xiao Chen;Shijun Wei;Shang Gao;Yueqing Sun;Ping Sun;Xi Li;Wenjie Sun;Jiangxia Li;Qiji Liu
  • 通讯作者:
    Qiji Liu
Loss of BAF (mSWI/SNF) chromatin-remodeling ATPase Brg1 causes multiple malformations of cortical development in mice
BAF (mSWI/SNF) 染色质重塑 ATP 酶 Brg1 的缺失导致小鼠皮质发育的多种畸形
  • DOI:
    10.1093/hmg/ddac127
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Human molecular genetics
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Yecheng Jin;Xiaotong Gao;Miaoqing Lu;Ge Chen;Xiaofan Yang;Naixia Ren;Yuning Song;Congzhe Hou;Jiangxia Li;Qiji Liu;Jiangang Gao
  • 通讯作者:
    Jiangang Gao

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中国山东汉族人群TIM-3基因启动子区域两单核苷酸多态与支气管哮喘的相关性
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    刘奇迹
  • 通讯作者:
    刘奇迹

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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]
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          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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