线粒体蛋白CHCHD10稳定突触的作用及机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31701036
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1104.感觉器官与运动生理
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Motoneuron controls skeletal muscle through neuromuscular junction (NMJ). Mitochondria enrich in the synapse and are required for normal neurotransmission. ALS is caused by the loss of controls between motoneuron and muscle. Synaptic impairment occurs earlier than neuron loss. Mitochondria CHCHD10 is a new ALS risk gene. The roles and mechanisms of CHCHD10 in regulating NMJ remain unclear. We found that CHCHD10 specifically expresses in skeletal muscle but not in spinal cord or sciatic nerve. Loss of CHCHD10 in muscle cell leads to mitochondria fragmentation and ATP reduction. AChR cannot be clustered efficiently by agrin in cultured myotube, and NMJ cannot be stabilized in the CHCHD10 ablated muscle in vivo. These results suggest that CHCHD10 regulates synaptic mitochondria and NMJ homeostasis. To further clarify the underlying mechanisms, with a combination of strategies with molecular biology, cell biology, morphology, and physiology, we would use conditional knockout mouse to study the roles of CHCHD10 in the postsynaptic receptor stabilization and motoneuron survival by regulating Agrin signal. Our research would clarify the regulatory mechanisms in mitochondria and NMJ maintenance. It would also help to understand pathological mechanisms of neuromuscular disorders caused by mitochondria impairment.
运动神经元通过神经肌肉接头NMJ控制骨骼肌运动,NMJ障碍是ALS的早期症状。已知线粒体富集在NMJ突触后膜区域。肌萎缩脊髓侧索硬化症ALS新基因CHCHD10编码线粒体蛋白,其在调节NMJ神经递质传递的作用和机制,目前尚不清楚。我们发现CHCHD10特异定位在骨骼肌突触后膜,参与线粒体形态和功能维持。在肌肉细胞中敲除CHCHD10,可以抑制Agrin引起的AChR聚集。小鼠骨骼肌中敲除CHCHD10,可以导致NMJ破碎。这些结果提示:CHCHD10通过突触后膜线粒体稳定NMJ。为进一步揭示CHCHD10作用机制,我们将利用基因敲除小鼠,结合分子生物学,细胞生物学,形态和生理学手段,阐明其通过Agrin信号促进AChR聚集,维持突触后膜稳定和运动神经元存活。本课题将有助于理解线粒体和NMJ稳定的关系,为治疗NMJ无法稳定的神经退行性疾病提供新的思路。

结项摘要

运动神经元通过神经肌肉接头NMJ控制骨骼肌运动,NMJ障碍是ALS的早期症状。已知线粒体富集在NMJ突触后膜区域。肌萎缩脊髓侧索硬化症ALS新基因CHCHD10编码线粒体蛋白,其在调节NMJ神经递质传递的作用和机制,目前尚不清楚。我们主要通过免疫组化、电生理、电镜以及行为学等实验技术手段来探究骨骼肌中CHCHD10对NMJ稳态的调控作用。我们发现CHCHD10特异性定位在骨骼肌突触后膜,参与线粒体形态和功能维持。骨骼肌细胞内条件性敲除CHCHD10的小鼠,表现出抓力下降,NMJ神经信号传递功能障碍。沉默或敲除CHCHD10基因能引起细胞或组织ATP水平下降,提示ATP 的产生依赖于CHCHD10的表达。进一步实验证实了ATP能促进Agrin诱导的AChR聚集,并促进转录因子GABPα与AChR亚基基因的启动子结合。这提示着ATP通过促进AChR亚基基因表达,进而促使Agrin诱导的AChR聚集。 该研究提示CHCHD10是维持线粒体结构和产生ATP所必需的,并且ATP通过增强GABPα介导的AChR亚基基因表达来促进Agrin诱导的AChR聚集,从而维持NMJ正常的功能。本课题提示了突触后CHCHD10对调节NMJ的稳态起着重要作用,加深了我们对线粒体和NMJ稳定关系的理解,为治疗NMJ无法稳定的神经退行性疾病提供新的思路。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Loss of mitochondrial protein CHCHD10 in skeletal muscle causes neuromuscular junction impairment.
骨骼肌中线粒体蛋白 CHCHD10 的缺失导致神经肌肉接头损伤
  • DOI:
    10.1093/hmg/ddz154
  • 发表时间:
    2020-07
  • 期刊:
    Human Molecular Genetics
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Yatao Xiao;Jianmin Zhang;Xiaoqiu Shu;Lei Bai;Wentao Xu;Ailian Wang;Aizhong Chen;Wen-Yo Tu;Jianwen Wang;Kejing Zhang;Benyan Luo;Chengyong Shen
  • 通讯作者:
    Chengyong Shen
Whole-mount staining of neuromuscular junctions in adult mouse diaphragms with a sandwich-like apparatus
使用类似三明治的装置对成年小鼠隔膜的神经肌肉接头进行整体染色。
  • DOI:
    10.1016/j.jneumeth.2020.109016
  • 发表时间:
    2021-02-15
  • 期刊:
    JOURNAL OF NEUROSCIENCE METHODS
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Tu,Wen-Yo;Xu,Wentao;Shen,Chengyong
  • 通讯作者:
    Shen,Chengyong

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神经先天免疫系统调控肌萎缩侧索硬化症微卫星重复扩增相关二肽重复蛋白清除的研究
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    面上项目

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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

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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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