Appl1/Akt介导的信号通路调控爪蛙胰腺、胃和十二指肠前体细胞存活的分子机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31671519
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    陈永龙
  • 依托单位：
    南方科技大学
  • 学科分类：
    C1204.组织器官发育及体外构建
  • 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

Comprehensive understanding of the maintenance, differentiation, and maturation of organ primordial progenitor cells in vivo is essential for the directed induction of embryonic stem (ES) cells into various mature functional cells. Adaptor protein APPL1 mainly functions via a kind of unique early endosomes named APPL1 endosomes to mediate trafficking of several signaling pathways. It may also play a role in nuclei. Our study revealed that Appl1 is essential for the survival of Xenopus pancreas, stomach, and duodenum progenitor (PSDP) cells, which functions mainly, but not exclusive, via Akt2 signaling pathway. It remains to be investigated what are the Appl1 interacting receptors, what are the survival signals, and what are the Appl1/Akt2 downstream target proteins in this scenario. Here, we propose three aims to investigate how Appl1/Akt2 controls the survival of PSDP cells in Xenopus tropicalis. In Aim 1, we will define the dynamic subcellular localization of Appl1 protein in developing X.tropicalis PSDP cells at high resolution. In Aim 2, we will screen Appl1 and Akt2 interacting proteins in X.tropicalis PSDP cells via CoIP and mass spectrometry. In Aim 3, we will define the cellular repertoire of Appl1/Akt2 pathway via a number of in vivo and in vitro biochemistry and functional assays. We hope that our study will give hints to direct the generation of mature functional cells, such as islet β cells, from ES cells in vitro.
全面认识胚胎发育期间器官原基的维持、分化和成熟对体外诱导胚胎干细胞形成成熟的功能性细胞至关重要。接头蛋白APPL1主要位于一种独特的早期内涵体上参与多种信号通路的调控，但也可在细胞核中发挥作用。我们的研究表明Appl1/Akt2信号通路对爪蛙胰腺、胃及十二指肠前体细胞的存活必不可少，但该通路中与Appl1相互作用的受体、Appl1/Akt2下游靶蛋白以及Appl1/Akt2所介导的细胞外信号分子等均尚不清楚。另外，我们的前期研究提示，除了Appl1/Akt2通路，Appl1可能还通过其它方式调控这些细胞的存活。本项目拟在原来工作的基础上，用胚胎学、分子遗传学以及生物化学的方法系统地揭示调控热带爪蛙胰腺、胃及十二指肠前体细胞存活的Appl1/Akt2信号通路分子机制，全面认识Appl1功能，为体外诱导胚胎干细胞形成成熟的胰岛β等功能性细胞提供依据。

结项摘要

目前对于器官原基在特化形成之后是如何进一步生长、分化并最终形成成熟器官的过程还认识很少，全面认识这些过程对再生生物学和再生医学有重要意义。我们早期利用Morpholino反义寡核苷酸介导的敲减方法发现Appl1/Akt2介导的信号通路活性对非洲爪蛙（Xenopus laevis）蝌蚪胰腺、胃和十二指肠前体细胞的存活是必需要的。在此基础上，本项目主要研究Appl1/Akt2介导的信号通路调控热带爪蛙胰腺、胃及十二指肠前体细胞存活的分子机制。然而通过CRISPR/Cas9在热带爪蛙中破坏appl1基因后发现纯合敲除蝌蚪的胰腺、胃及十二指肠发育是正常的，造成这两种方法表型完全不同的原因尚待探究。我们利用热带爪蛙ptf1a/p48:3xHA-tdTomato-pA敲入品系43期蝌蚪胰腺进行ChIP-seq分析筛选出了7个潜在的与胰腺发育及生理功能高度相关的候选基因，并正在对其逐一进行功能分析。与侯春晖教授课题组合作，我们利用Hi-C技术系统分析了热带爪蛙从囊胚早期到尾芽胚时期的基因组三维结构，结果表明在合子基因组激活（ZGA）之前的第8期，染色质的Topological associating domain (TAD)还没有形成，在s9期开始出现TADs,并随着发育的进程不断变强，为进一步研究染色质三维结构在原肠作用、神经发生及器官原基形成中发挥的作用奠定了基础。在此基础上，我们进一步分析了热带爪蛙各个组织器官的染色质三维结构特征，发现内胚层器官（胃、肝脏、胰腺和小肠）有非常独特的TADs。这些研究结果与早期胚胎发育期间获得的Hi-C结果相结合，在热带爪蛙中将有力推进研究内胚层器官发育分子调控机制的进程。

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）
Modeling human point mutation diseases in Xenopus tropicalis with a modified CRISPR/Cas9 system
使用改良的 CRISPR/Cas9 系统对热带爪蟾的人类点突变疾病进行建模
  • DOI：
    10.1096/fj.201802661r
  • 发表时间：
    2019-06-01
  • 期刊：
    FASEB JOURNAL
  • 影响因子：
    4.8
  • 作者：
    Shi, Zhaoying;Xin, Huhu;Chen, Yonglong
  • 通讯作者：
    Chen, Yonglong
Bruton's tyrosine kinase potentiates ALK signaling and serves as a potential therapeutic target of neuroblastoma
Bruton 酪氨酸激酶增强 ALK 信号传导，可作为神经母细胞瘤的潜在治疗靶点
  • DOI：
    10.1038/s41388-018-0397-7
  • 发表时间：
    2018-11-22
  • 期刊：
    ONCOGENE
  • 影响因子：
    8
  • 作者：
    Li, Tianfeng;Deng, Yi;Zhao, Hui
  • 通讯作者：
    Zhao, Hui
Targeted integration of genes in Xenopus tropicalis
热带爪蟾基因的靶向整合
  • DOI：
    10.1002/dvg.23006
  • 发表时间：
    2017-01
  • 期刊：
    Genesis
  • 影响因子：
    1.5
  • 作者：
    Shi Zhaoying;Tian D;an;Xin Huhu;Lian Jingru;Guo Xiaogang;Chen Yonglong
  • 通讯作者：
    Chen Yonglong
Ligase IV inhibitor SCR7 enhances gene editing directed by CRISPR-Cas9 and ssODN in human cancer cells.
连接酶 IV 抑制剂 SCR7 增强人类癌细胞中 CRISPR-Cas9 和 ssODN 指导的基因编辑
  • DOI：
    10.1186/s13578-018-0200-z
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Cell & bioscience
  • 影响因子：
    7.5
  • 作者：
    Hu Z;Shi Z;Guo X;Jiang B;Wang G;Luo D;Chen Y;Zhu YS
  • 通讯作者：
    Zhu YS

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Qualitative Description and Quantitative Optimization of Tactical Reconnaissance Agents System Organization
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  • 期刊：
    International Journal of Computational Intelligence Systems
  • 影响因子：
    2.9
  • 作者：
    李雄;陈永龙;董志明
  • 通讯作者：
    董志明

其他文献

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转录因子Ptf1a/p48调控爪蛙前肢近-远轴发育及其分子机制研究
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  • 项目类别：
    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

        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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