Lin28a调控ES细胞naïve-primed状态转变机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31771636
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1201.干细胞基础研究
  • 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

Lin28a plays a key role in organ development and pluripotency maintenance of embryonic stem (ES) cells. With the development and application of single cell technology, researches demonstrated that the expression of Lin28a is heterogenetic in ES cells. ES cells population with higher expression level of Lin28a gradually deviate from the naïve ES cells population and show mesoderm-like characters. Our preliminary data showed that Lin28a expression was increased in primed state ES cells compared with that in naïve state. The upregulation of Lin28a was observed at early stage of ES cells differentiation followed by downregulation at late stage. Ectopic expression of Lin28a in ES cells was sufficient to promote primed features, including flattened colony morphology, downregulation of naïve related genes, and upregulation of primed pluripotency markers. Notably, we firstly uncovered that Lin28a knockdown significantly increased Dppa3 (specific expressed in naïve state ES cells, but absent in epiblast stem cells and primed ES cells) expression and consequently elevated the proportion of Dppa3 positive ES cells. . In this proposal, we hypothesize that Lin28a might be as a gatekeeper in ES cells pluripotency transition and early committed cell lineages. Based on this hypothesis, we will investigate the mechanisms of Lin28a in ES cells pluripotent state transition and early differentiation. Firstly, we will explore the roles of Dppa3 during the naïve-primed state conversion regulated by Lin28a. And then we will focus on let-7, signaling pathway, protein translation and DNA methylation mechanisms to examine other mechanisms of Lin28a during this process. We are hopeful that this project would uncover new functions of Lin28a in ES cells pluripotency maintenance and reveal the mechanisms during this process. It will help to understand the mechanisms involved in pluripotency conversion and lineage commitment further laying a foundation for clinical application of human ES cells.
Lin28a作为发育及多能性相关基因备受关注,最新报道及我们的研究显示Lin28a高表达促使ES细胞向primed状态转变,Lin28a下降显著提升naïve状态调控因子Dppa3表达,提示其在多能状态转变中具有重要作用。基于此提出科研假设:Lin28a调控naïve-primed状态转变及早期分化,该作用可能通过调控Dppa3实现。从该科研假设出发,首先进一步验证Lin28a在ES细胞多能状态转变及早期分化中的作用;进而从两方面探讨机制:一是针对前期发现的Lin28a负向调控Dppa3表达,探究Dppa3在Lin28a调控多能状态转变中的作用及机制;二是从let-7、蛋白翻译及DNA甲基化等Lin28a作用模式入手积极探讨这些机制在多能状态转变调控中的作用。该课题开展有助于了解ES细胞多能性维持及谱系分化机制,并为人naïve-ES细胞培养体系及定向分化体系建立提供借鉴意义。

结项摘要

Lin28a是一种具有保守结构域的RNA结合蛋白,在胚胎干细胞多能性维持、肿瘤发生、代谢及发育过程中起重要作用。在胚胎干细胞(ES细胞)中,Lin28a 一直作为一个多能性调控因子备受关注,但其在Naïve-Primed状态转变中的作用及机制不清。为了解 Lin28a 在 ES 细胞多能性维持中的作用,尤其是在Naïve - Primed 状态转变中的作用我们开展了本课题研究。通过研究发现Lin28a在 primed状态ES细胞中高表达,在naïve状态下表达降低;进一步利用过表达及敲低等方法发现Lin28a在ES细胞naïve-primed状态转变调控中发挥重要作用,其表达升高促使ES细胞向primed状态转变,反之ES细胞向naïve状态转变;进一步我们详细探讨了Lin28a在naïve-primed状态转变调控中的作用机制,发现Lin28a调控ES细胞多能状态转变部分是通过负向调控Dppa3实现的。Lin28a敲低后显著性促进Dppa3的表达,使Dppa3阳性细胞群体比例升高。通过营救实验发现Dppa3能够逆转由Lin28a所引起的ES细胞多能性状态的转换。随后我们又对Lin28a调控Dppa3的机制进行了探讨,发现Lin28a通过抑制let-7的成熟,升高let-7的靶基因DNA甲基转移酶(Dnmt3a,Dnmt3b)表达,使Dppa3启动子区域甲基化,Dppa3启动子区域的高甲基化导致Dppa3表达下降,进而调控ES细胞由Naïve State向Primed State进行转换。利用let-7模拟物(let-7 mimic)对let-7进行活性恢复实验时,发现let-7 mimic可降低Dnmt3a/b表达,Dppa3甲基化水平下降,Dppa3表达升高,以维持ES细胞处于Naïve 状态。综上所述,我们的发现Lin28a可以通过Dppa3调控ES细胞naïve-primed状态转变,Lin28a对Dppa3的调控作用是通过let-7/Dnmt3a/b介导的。此外,我们还研究了Stat3信号通路在ES细胞多能性状态转变中的作用,发现Stat3激活在ES细胞Naïve向Primed状态转换中发挥了促进作用。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Dppa3 in pluripotency maintenance of ES cells and early embryogenesis
Dppa3 在 ES 细胞多能性维持和早期胚胎发生中的作用
  • DOI:
    10.1002/jcb.28063
  • 发表时间:
    2018-11
  • 期刊:
    Journal of Cellular Biochemistry
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Zhao Shuang;Xu Jia;Liu Siying;Cui Kaige;Li Zongjin;Liu Na
  • 通讯作者:
    Liu Na
Embryonic stem cell-derived extracellular vesicles enhance the therapeutic effect of mesenchymal stem cells
胚胎干细胞来源的细胞外囊泡增强间充质干细胞的治疗效果
  • DOI:
    10.7150/thno.35305
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Theranostics
  • 影响因子:
    12.4
  • 作者:
    Zhang Yan;Xu Jia;Liu Siying;Lim Meikuang;Zhao Shuang;Zhang Kaiyue;Wang Lingling;Ji Qian;Han Zhongchao;Kong Deling;Li Zongjin;Liu Na;Cui kaige
  • 通讯作者:
    Cui kaige
The delivery of hsa-miR-11401 by extracellular vesicles can relieve doxorubicin-induced mesenchymal stem cell apoptosis.
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  • DOI:
    10.1186/s13287-021-02156-5
  • 发表时间:
    2021-01-22
  • 期刊:
    Stem cell research & therapy
  • 影响因子:
    7.5
  • 作者:
    Li H;Huang H;Chen X;Chen S;Yu L;Wang C;Liu Y;Zhang K;Wu L;Han ZC;Liu N;Wu J;Li Z
  • 通讯作者:
    Li Z
Embryonic stem cell-derived extracellular vesicles promote the recovery of kidney injury.
胚胎干细胞来源的细胞外囊泡促进肾损伤的恢复
  • DOI:
    10.1186/s13287-021-02460-0
  • 发表时间:
    2021-07-02
  • 期刊:
    Stem cell research & therapy
  • 影响因子:
    7.5
  • 作者:
    Yu L;Liu S;Wang C;Zhang C;Wen Y;Zhang K;Chen S;Huang H;Liu Y;Wu L;Han Z;Chen X;Li Z;Liu N
  • 通讯作者:
    Liu N
Self-assembled GFFYK peptide hydrogel enhances the therapeutic efficacy of mesenchymal stem cells in a mouse hindlimb ischemia model
自组装GFFYK肽水凝胶增强间充质干细胞在小鼠后肢缺血模型中的治疗效果
  • DOI:
    10.1016/j.actbio.2018.12.015
  • 发表时间:
    2019-02-01
  • 期刊:
    ACTA BIOMATERIALIA
  • 影响因子:
    9.7
  • 作者:
    Huang, Anan;Liu, Danni;Wang, Yuebing
  • 通讯作者:
    Wang, Yuebing

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  • 通讯作者:
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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。
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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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          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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