TOP2基因与GGGGCC六核苷酸重复扩展突变毒性的相关性研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81701134
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0901.神经系统发育与代谢异常
  • 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

GGGGCC expanded repeats in a non-coding region of C9ORF72 gene have been identified as a major genetic cause of amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Identification of GGGGCC expanded repeats toxicity and how to modify its toxicity are the key points for finding a potential ALS drug treatment. We previously constructed GGGGCC wild type and expanded transgenic Drosophila, and showed that GGGGCC expanded repeats alone were sufficient to cause neurodegeneration in Drosophila. We then performed a crossing screen using the expanded transgenic Drosophila and found that knock-down of TOP2 using RNAi method could modulate the GGGGCC associated fly eye neurodegeneration, which were successfully replicated when using two TOP2 chemical inhibitors. Therefore, in this study, we mainly focus on three questions as following: 1) TOP2 mediate the toxicity of GGGGCC expanded repeats in Neuro-2a cells and Drosophila models; 2) Identification of pathogenic pathways and important genes, which participate in the interactions between TOP2 and GGGGCC using RNA-sequencing; 3) Whether the expression of TOP2 probably be a bio-marker of ALS. All these questions could help us find a potential ALS drug treatment.
C9ORF72基因第一外显子内部非编码区GGGGCC重复扩展突变是肌萎缩侧索硬化(ALS)的常见致病基因,明确该重复扩展突变的毒性效应并寻找其调控机制可为ALS潜在药物靶点提供重要信息。前期工作中,我们构建了GGGGCC野生型和扩展突变型转基因果蝇并证实扩展突变可导致果蝇复眼溃烂;随后,我们借助扩展突变型果蝇筛选到调控重复扩展突变毒性的关键基因—TOP2,即利用RNAi和化学抑制剂下调TOP2水平后可显著改善重复扩展突变介导的果蝇复眼神经退行性变。基于上述研究结果,本研究旨在解决:1)果蝇和细胞模型上明确TOP2表达水平对GGGGCC扩展突变毒性的调控能力;2)利用全基因组RNA测序和生物信息学分析初步明确介导TOP2和GGGGCC扩展突变相互作用的致病通路;3)探讨TOP2表达水平的变化能否作为ALS生物学标记。明确上述问题可为寻找ALS药物靶点提供重要信息。

结项摘要

C9ORF72基因第一外显子内部非编码区GGGGCC重复扩展突变是肌萎缩侧索硬化(ALS)的常见致病基因。前期工作中,我们借助扩展突变型果蝇筛选到调控GGGGCC重复扩展突变毒性的关键基因—TOP2。研究发现:通过化学抑制剂或siRNA下调TOP2基因表达后可显著改善GGGGCC扩展突变介导的果蝇复眼神经退行性变、孵化率降低和运动功能障碍等表型;同时,在细胞模型中进一步证实下调TOP2基因表达可营救GGGGCC扩展突变介导的细胞毒性;随后,我们发现,不仅与GGGGCC扩展突变相关的ALS患者脑组织、果蝇脑组织、Neuro-2a细胞中TOP2表达水平升高,而且在ALS常见致病基因(如SOD1、TARDBP)相关的细胞或小鼠模型中TOP2基因表达水平亦显著升高,提示TOP2表达水平升高可能参与了ALS疾病的发生,TOP2水平变化有望成为ALS疾病诊断的生物标志物;最后,我们利用全基因组RNA测序和生物信息学分析初步明确介导TOP2和GGGGCC扩展突变相互作用的致病通路及可能参与介导疾病发生的相关基因;为明确GGGGCC重复扩展突变的毒性调控机制提供重大发现,同时为ALS潜在药物靶点提供了重要信息。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Homozygosity mapping and next generation sequencing for the genetic diagnosis of hereditary ataxia and spastic paraplegia in consanguineous families
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  • DOI:
    10.1016/j.parkreldis.2020.09.013
  • 发表时间:
    2020-11-01
  • 期刊:
    PARKINSONISM & RELATED DISORDERS
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Jiao, Bin;Zhou, Zhifan;Shen, Lu
  • 通讯作者:
    Shen, Lu
The Development of C9orf72-Related Amyotrophic Lateral Sclerosis and Frontotemporal Dementia Disorders
C9orf72 相关肌萎缩侧索硬化症和额颞叶痴呆疾病的发展
  • DOI:
    10.3389/fgene.2020.562758
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
    Front Genet
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Qijie Yang;Bin Jiao;Lu Shen
  • 通讯作者:
    Lu Shen
Epigenetics: Recent Advances and Its Role in the Treatment of Alzheimer's Disease.
表观遗传学:最新进展及其在阿尔茨海默病治疗中的作用
  • DOI:
    10.3389/fneur.2020.538301
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Frontiers in neurology
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Xiao X;Liu X;Jiao B
  • 通讯作者:
    Jiao B
Rare TBK1 variants in patients with frontotemporal dementia and amyotrophic lateral sclerosis in a Chinese cohort
中国额颞叶痴呆和肌萎缩侧索硬化症患者的罕见 TBK1 变异
  • DOI:
    10.1186/s40035-018-0136-6
  • 发表时间:
    2018-12-04
  • 期刊:
    TRANSLATIONAL NEURODEGENERATION
  • 影响因子:
    12.6
  • 作者:
    Jiao, Bin;Sun, Qiying;Shen, Lu
  • 通讯作者:
    Shen, Lu
Analysis of Salivary Microbiome in Patients with Alzheimer's Disease
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  • DOI:
    10.3233/jad-190587
  • 发表时间:
    2019-01-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF ALZHEIMERS DISEASE
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Liu, Xi-Xi;Jiao, Bin;Shen, Lu
  • 通讯作者:
    Shen, Lu

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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。
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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