MicroRNA应答一碳单位代谢主要组分缺乏并调控错配修复通路核心基因表达的机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31560307
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    40.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0604.表型、行为与疾病的遗传学基础
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

One-carbon metabolism(OCM) containing methyl chemicals/ coenzymes is critical for DNA synthesis, integrity and methylation reactions. Our previous research indicated that the major components of OCM such as folate, choline and vitamin B12 deficiency induced genomic structural damage and chromosomal nonsegregation, global genomic methylation aberration and specific gene expression change. The disfunction of OCM is a fundamental cause of imprinting disorders, tumorigenesis, neurological disorders, cardiovascular disease and autoimmune diseases. MicroRNAs(miRNAs), a class of small non-coding RNAs, are fundamental for the post-transcriptional regulation of gene expression. miRNAs are able to sense the internal/external environmental changing and genotoxic/ epigenetic carcinogen exposures , modulate the relative biological processes, affect the metabolism and health status. The research will focus on the response of miRNAs to the functional variation of OCM and the regulation of DNA mismatch repair (MMR). Human colon epithelial cell line CRL-1790 is going to be intervened by the modified RPMI 1640 medium with deficiency/sufficient concentrations of major OCM components( folic acid, FA; 5-methyltetrahydrofolate,5-MeTHF; Choline, CL; Vitamin 12, VB12). Bioinformatics analysis, sRNA-seq, miRNA luciferase reporter gene assay, qRT-PCR and western blotting will be employed to analyze the alteration of the core genes of MMR(hMSH2、hMSH6、hMLH1 and hPMS2) expression, of miRNA expression profile under the deficiency/sufficient of major OCM components. The experiment will also explore the mechanisms of post-transcriptional regulation of miRNAs which target core genes of MMR and response the OCM variation simultaneously. The research will reveal the mechanisms of miRNAs response OCM variation and regulating the DNA damage repair under the genotoxic stress. It could be benefit to establish some new linkers for genomic stability and the diagnosis/ treatment of gene-nutrition interaction related disease from the angle of miRNA.
一碳单位代谢(OCM)中的甲基化合物/辅酶与DNA合成和甲基化息息相关。前期工作证实叶酸、胆碱、维生素B12等任一OCM组分缺乏导致基因组损伤与甲基化模式改变。OCM紊乱是多数肿瘤、基因组印记性和退行性疾患的病因之一。miRNA可感应细胞内外环境变化、调节相应生物学过程并影响代谢与健康。研究围绕miRNA应答OCM变异并调控DNA错配修复(MMR)的主题,以不同OCM组分缺乏/充足条件分别干预人MMR阳性细胞,借助生物信息学、miRNA表达谱分析、荧光素酶报告基因检测、qRT-PCR、western blotting等技术,探讨OCM主要组分浓度变化引起的MMR通路MutS、MutL家族核心基因表达和miRNA表达谱改变;筛选并确认既应答OCM变异又靶向MMR核心基因的miRNA;揭示它们对MMR核心基因的转录后调控机制,解析miRNA响应OCM变异并影响机体应对遗传损伤胁迫的修复模式。

结项摘要

一碳单位代谢(OCM)是以各种不同形式叶酸为基点的一碳基团的微营养素代谢网络,涉及DNA合成与损伤修复、DNA甲基化等遗传学和表观遗传学过程。OCM的紊乱是多数肿瘤、基因组印记和退行性疾患的病因之一。miRNA可感应包括微营养环境在内的细胞内外环境变化、调节相应生物学过程并影响代谢与健康。研究围绕①OCM核心微营养组分浓度变化对miRNA表达谱的影响、②靶向错配修复(MMR)核心基因和OCM代谢关键基因的miRNAs确证、③OCM 核心组分浓度变化对MMR通路核心基因表达的影响、④OCM 核心组分浓度变化对靶向MMR核心基因的miRNAs表达的影响、⑤目标 miRNAs对MMR核心基因表达的调控机制等问题开展了全面研究、⑥研究还拓展性地探讨了既响应OCM重要组分缺乏、又靶向调控内质网应激标志基因HSPA5/生长阻滞和 DNA 损伤诱导基因Gadd45α的一组miRNAs。.研究揭示了OCM 核心微营养素叶酸浓度改变引起的miRNA和被靶向基因的转录谱改变;验证了靶向hMLH1、hMSH2、 HSPA5、Gadd45α等一系列与DNA损伤修复、自噬与凋亡、生长阻滞和 DNA 损伤诱导等相关基因的miRNAs;解析了相关miRNAs对hMLH1、hMSH2、 HSPA5、Gadd45α等基因的调控机制,从而在多个层面探讨了OCM微营养素尤其叶酸的缺乏对DNA损伤形成、修复、细胞周期的调控、细胞死亡等途径的影响,为以微营养素供给状态对基因组损伤与修复的关联提出了进一步的科学依据;研究还发现不同病理生理状态下的细胞对OCM 组分尤其叶酸缺乏具有不同的响应与生物学结局:叶酸缺乏对正常细胞的基因组稳定性、损伤修复、细胞死亡等机制具有胁迫效应;而相同的叶酸缺乏浓度对于肿瘤细胞则出现不同的效应,研究为个性化的营养干预与miRNA介导的肿瘤治疗提供了新的思考。

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
循环microRNA-21在实体肿瘤早期诊断中应用价值的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    癌变·畸变·突变
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱钰倩;郭锡汉;吴暇玉;徐伟江;汪旭
  • 通讯作者:
    汪旭
同型半胱氨酸增加阿尔兹海默症患病风险相关机制的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    癌变·畸变·突变
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡夏练;郭锡汉;马晓玲;汪旭
  • 通讯作者:
    汪旭
Association between the MTHFR C677T polymorphism, blood folate and vitamin B12 deficiency, and elevated serum total homocysteine in healthy individuals in Yunnan Province, China
中国云南省健康个体 MTHFR C677T 多态性、血液叶酸和维生素 B12 缺乏以及血清总同型半胱氨酸升高的相关性
  • DOI:
    10.1016/j.jcma.2016.07.005
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of the Chinese Medical Association
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Ni Juan;Zhang Ling;Zhou Tao;Xu Wei Jiang;Xue Jing Lun;Cao Neng;Wang Xu
  • 通讯作者:
    Wang Xu
Biphasic regulation of spindle assembly checkpoint by low and high concentrations of resveratrol leads to the opposite effect on chromosomal instability
低浓度和高浓度白藜芦醇对纺锤体组装检查点的双相调节会对染色体不稳定产生相反的影响
  • DOI:
    10.1016/j.mrgentox.2017.11.004
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Mutation Research: Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Guo Xihan;Ni Juan;Dai Xueqin;Zhou Tao;Yang Guofang;Xue Jinglun;Wang Xu
  • 通讯作者:
    Wang Xu
Geraniin selectively promotes cytostasis and apoptosis in human colorectal cancer cells by inducing catastrophic chromosomal instability
天竺葵苷通过诱导灾难性的染色体不稳定性选择性促进人结直肠癌细胞的细胞停滞和凋亡
  • DOI:
    10.1093/mutage/gey016
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Mutagenesis
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Xihan Guo;Han Wang;Juan Ni;Ziqing Liang;Xiayu Wu;Jinglun Xue;Xu Wang
  • 通讯作者:
    Xu Wang

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其他文献

叶酸对阿尔茨海默病的影响及其机制研究进展
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1004-616x.2021.04.014
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    癌变.畸变.突变
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李剑飞;郭锡汉;薛京伦;汪旭
  • 通讯作者:
    汪旭
miR-22、miR-34a与叶酸介导的一碳代谢在非小细胞肺癌和肝细胞癌中的调控作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    癌变.畸变.突变
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李超;倪娟;徐伟江;汪旭
  • 通讯作者:
    汪旭
p53基因甲基化模式的变化及其生物学效应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    国际遗传学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李猛;汪旭
  • 通讯作者:
    汪旭
早老蛋白 1 功能缺失性突变导致家族性阿尔茨海默病的研究进展
  • DOI:
    10.3785/j.issn.1008-9292.2020.08.03
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    浙江大学学报 (医学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    严敏;汪旭;郭锡汉
  • 通讯作者:
    郭锡汉
端粒、端粒酶与人类基因组稳定性和健康的关系
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    国际遗传学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李晓芳;曹能;徐伟江;汪旭
  • 通讯作者:
    汪旭

其他文献

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汪旭的其他基金

miRNAs应答同型半胱氨酸代谢变化对人神经细胞Aβ/tau生成与加工路径核心基因表达调控的机制研究
  • 批准号:
    31860301
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    39.0 万元
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不同还原态叶酸/胆碱/同型半胱氨酸对人类端粒长度和hTERT表观修饰的影响
  • 批准号:
    31260268
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    55.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
叶酸-MTHFR多态性-胆碱互作对基因组稳定性和细胞周期调控与凋亡相关基因表达的影响
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    30960166
  • 批准年份:
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    25.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
叶酸/S-腺苷甲硫氨酸代谢通路变异对全基因组甲基化及DNA修复基因表观修饰与表达的影响
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  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
亚甲基四氢叶酸还原酶基因多态性与叶酸及核黄素对人类基因组稳定性的综合影响
  • 批准号:
    30560061
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
叶酸缺乏与人类非整倍体发生和乳腺癌之间的关系研究
  • 批准号:
    30160038
  • 批准年份:
    2001
  • 资助金额:
    18.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
多色FISH检测哺乳动物细胞特异染色体不分离的研究
  • 批准号:
    39860035
  • 批准年份:
    1998
  • 资助金额:
    14.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
几类非整倍体诱发剂作用机制的研究
  • 批准号:
    39660033
  • 批准年份:
    1996
  • 资助金额:
    7.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
有丝分裂抑制剂对动物生殖细胞染色体分离的影响
  • 批准号:
    39360038
  • 批准年份:
    1993
  • 资助金额:
    6.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
有丝分裂抑制剂诱发哺乳动物非整倍体的研究
  • 批准号:
    39070504
  • 批准年份:
    1990
  • 资助金额:
    2.5 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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  • 项目类别:
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相似海外基金

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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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