瞬态可逆性Rb1敲除对毛细胞再生和存活的体内研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81300824
  • 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:
    H1404.听觉异常与平衡障碍
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Severe hearing loss affects tens of millions of people in China with no effective treatment. One of the major causes of hearing loss is the permanent loss of inner ear hair cells. Unlike lower vertebrate animals such as birds and fish, hair cells in mammalian inner ear cannot be regenerated intrinsically. One of the major approaches to regenerate hair cells is through cell cycle re-entry of hair cells that leads to the production of new hair cells. Retinoblastoma gene (Rb1) is known to be required for cell cycle exit and maintenance of postmitotic state of hair cells. In a mouse model in which Rb1 is deleted in the inner ear sensory progenitor cells, the progenitor cells continue proliferation while differentiating into both hair cells and supporting cells. As the result supernumerary hair cells are produced. Significantly the new hair cells differentiate properly and are functional. However in postnatal inner ear, hair cells with permanent Rb1 deletion ultimately die due to the function of Rb1 is required for survival, which prevents the use to generate new surviving hair cells in postnatal animals. Ideally the function of Rb1 should be blocked transiently to induce proliferation of hair cells, with Rb1 function subsequently resumes so that new hair cells can survive. As an alternative approach to evaluate restoration of Rb1 function for survival of new hair cells, we propose to use gene therapy approach to delivery Rb1 gene into supernumerary hair cells in which Rb1 is deleted. In particular, we will microinject adeno-associate virus serotype 2 (AAV2) that carries Rb1 into cochlea of a transgenic mouse, in which Rb1 is deleted specifically in hair cells due to Gfi1-cre activity (Gfi1-cre/Rb1flox/flox). This study is based on our data that in Gfi1-cre/Rb1flox/flox mice, supernumerary functional hair cells are produced but die by p7. Further we have shown that AAV2 can infect young (p0-p3) cochlear hair cells. Thus by delivering Rb1 gene into Rb1-null hair cells, we hypothesize that Rb1 function will be restored and supernumerary hair cells will survive. We will perform injection using p0/ p1 mouse and study the survive of hair cells one month later. We will further study differentiation and synapse formation of survival hair cells with different markers, and study function of hair cells by FM1-43 uptake and transduction current recording. Finally we will perform acoustic brainstem recording (ABR) of mice to evaluate hearing of injected. No hearing can be measured in Gfi1-cre/Rb1flox/flox mice without injection, whereas we expect some hearing in the injected Gfi1-cre/Rb1flox/flox mice. Success of the project is the proof of principle that transient blockade of Rb1 function can be used to achieve hair cell regeneration for functional recovery of hearing. It will further demonstrate gene therapy is a valid tool in hair cell regeneration.
调控视网膜母细胞瘤基因(Rb1)的表达为获得耳蜗毛细胞再生的一条重要途径。在胚胎早期敲除Rb1,可再生有功能的毛细胞;在分化后的毛细胞中敲除Rb1,其重新进入细胞周期,但逐渐死亡,认为Rb1对于分化后毛细胞的存活和功能起重要作用。前期工作比较了12种不同血清型的腺相关病毒(AAV),作为内耳基因治疗的载体,第2型AAV成功转染新生鼠毛细胞,并且对听力无明显影响。本课题拟构建Gfi1-cre-Rb1 flox/flox小鼠模型,特异性敲除毛细胞Rb1,使得毛细胞增殖;在新生期以纳升级显微手术操作系统行耳蜗显微注射,转染携带Rb1的2型AAV,使得毛细胞增殖后重新表达Rb1,在不同时间点行听力及内耳形态学检测,并行增殖后存活的新生毛细胞的功能检测。为以瞬态可逆性阻断Rb1途径获得毛细胞再生提供理论依据,也证实以AAV为载体进行内耳基因治疗的可行性。

结项摘要

本课题比较了12种不同血清型的腺相关病毒(AAV),作为内耳基因治疗的载体,第2型AAV成功转染新生鼠毛细胞,并且对听力无影响。课题拟构建Gfi1-cre-Rb1 flox/flox小鼠模型,特异性敲除毛细胞Rb1,使得毛细胞增殖;在新生期以纳升级显微手术操作系统行耳蜗显微注射,转染携带Rb1的2型AAV,使得毛细胞增殖后重新表达Rb1,在3、6周后行听力检查,发现未能纠正听力,也未能使得增殖后细胞的存活。我们构建Cas9蛋白质,以gRNA(针对GFP)和脂质结合,注射入Math1-GFP新生鼠内耳。以脂质体和Cas9蛋白注射为对照,在内耳注射10天后,发现CRISPR/Cas9蛋白系统可以精准的对毛细胞进行基因编辑,效率达到20%,通过测序,证实了对GFP进行了编辑。为基因治疗的进展提供了强有力的依据。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Comparing the perceptual contributions of cochlear-scaled entropy and speech level.
比较耳蜗尺度熵和言语水平的感知贡献。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    J Acoust Soc Am
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Shu, Yilai;Feng, Xiao-Xing;Chen, Fei
  • 通讯作者:
    Chen, Fei
Cationic lipid-mediated delivery of proteins enables efficient protein-based genome editing in vitro and in vivo.
阳离子脂质介导的蛋白质递送能够在体外和体内进行有效的基于蛋白质的基因组编辑。
  • DOI:
    10.1038/nbt.3081
  • 发表时间:
    2015-01
  • 期刊:
    NATURE BIOTECHNOLOGY
  • 影响因子:
    46.9
  • 作者:
    Zuris, John A.;Thompson, David B.;Shu, Yilai;Guilinger, John P.;Bessen, Jeffrey L.;Hu, Johnny H.;Maeder, Morgan L.;Joung, J. Keith;Chen, Zheng-Yi;Liu, David R.
  • 通讯作者:
    Liu, David R.
Identification of Adeno-Associated Viral Vectors That Target Neonatal and Adult Mammalian Inner Ear Cell Subtypes
针对新生儿和成年哺乳动物内耳细胞亚型的腺相关病毒载体的鉴定
  • DOI:
    10.1089/hum.2016.053
  • 发表时间:
    2016-09-01
  • 期刊:
    HUMAN GENE THERAPY
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Shu, Yilai;Tao, Yong;Chen, Zheng-Yi
  • 通讯作者:
    Chen, Zheng-Yi
Adenovirus Vectors Target Several Cell Subtypes of Mammalian Inner Ear In Vivo.
腺病毒载体在体内靶向哺乳动物内耳的几种细胞亚型。
  • DOI:
    10.1155/2016/9409846
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Neural plasticity
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Shu Y;Tao Y;Li W;Shen J;Wang Z;Chen ZY
  • 通讯作者:
    Chen ZY

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其他文献

人工镫骨植入术中Piston相关因素对假体传声效果影响的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国眼耳鼻喉科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    方延青;舒易来;陈兵
  • 通讯作者:
    陈兵

其他文献

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舒易来的其他基金

基于单碱基编辑ABE的KCNQ4遗传性耳聋精准基因治疗
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  • 批准年份:
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  • 项目类别:
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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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