人类女性卵子成熟关键因子PATL2的致病机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31900605
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1208.生殖异常及辅助生殖
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Female infertility has become one the most influencing disease which brings heavy burdens to families and the society. There are two aspects of the etiology of female infertility: abnormal internal/external environment and genetic mutations. For a long time due to technical limitations, the contribution of genetic factors to this disease has been a blank research area. The applicant reported mutations of TUBB8 gene cause oocyte meiotic arrest in 2016, which is the first time to clarify the contribution of genetic factors to female infertility. The second pathogenic gene of oocyte maturation arrest PATL2 was reported by the research group of the applicant’s mentor, expanding the discovery of this area. More mutation points and phenotypes were illustrated later on, and the research of PATL2 function in reproduction was done in mice, showing the deregulation of genes involving in oocyte maturation related pathways. In this project, we aim to investigate the pathogenic mechanisms of PATL2 using MATQ, one of the newly developed state-of-the-art single cell RNA sequencing technology. We will set loss-of-function and mutation knock-in research models with mouse oocytes, to explore the influence of these mutations to key genes, pathways and the processing and degradation of maternal transcripts in oocyte maturation, fertilization and early embryo development. This research will unravel mechanisms of PATL2 mutations to female infertility, providing evidence for precision medicine of this disease and laying foundations for therapeutic methods.
不孕不育是当今影响女性健康的重要疾病之一,病因可分为内外环境异常和遗传突变两类。遗传突变导致的卵子异常长期以来未被充分认识。申请人2016年报道了TUBB8基因突变导致卵母细胞减数分裂停滞,在国际上首次明确了遗传因素对卵子成熟障碍的致病作用。之后申请人所在课题组又发现了第二个人类卵子成熟障碍致病基因PATL2,之后更多的PATL2突变位点和表型被揭示,并有小鼠中的初步基因功能研究被报道。本研究将通过多肽纳米颗粒转染和显微注射将PATL2敲减及引入突变至小鼠卵子中,观察卵子成熟受精发育的全过程表型,并使用国际上最新的单细胞RNA测序技术MATQ,对各阶段卵母细胞、受精卵和早期胚胎的转录组进行全面精确挖掘,探究PATL2基因突变对卵母细胞成熟和受精发育的关键基因、信号通路和母源 RNA 消耗的影响,从而揭示其突变致病机理与分子机制,为临床治疗奠定理论基础。

结项摘要

卵子成熟障碍和早期胚胎发育停滞是女性不孕的重要表型。PATL2作为典型的致病基因,其在卵母细胞和早期胚胎中特异性表达,以纯合或复杂合突变的形式致病,能够导致包括以GV期停滞为代表的多种表型。作为一个RNA结合蛋白,普遍推测PATL2起到蛋白质翻译的抑制作用,可能在卵子成熟和母源因子的储存、起效和降解中发挥作用。以往研究多从突变位点报道和表型展示的方式入手,而其致病的具体机制、相关通路的上下游变化和分子间相互作用等方面尚未进行深入的挖掘。本研究从分子、细胞和模式动物多个层次,对人类卵子成熟障碍致病基因PATL2的基因功能和突变致病机制进行了深入的挖掘和较为完整的探讨。在分子层面,我们发现并验证了PATL2的互作蛋白——X8和XA1A。在细胞层面,我们通过显微注射技术向GV卵母细胞注射Morpholino特异性敲低Patl2会导致卵母细胞成熟率降低,单细胞转录组测序发现X2和X4的mRNA水平下降。在模式动物层面,Patl2完全性基因敲除小鼠体外受精实验发现,合子在二细胞期出现发育阻滞,提示Patl2作为母源因子当被去除时会影响胚胎的进一步发育。综上所述,我们推测PATL2通过X蛋白相关通路,以及调控特定基因mRNA的稳定性来参与卵子成熟和早期胚胎发育的调控。我们的研究为进一步明确PATL2突变致病机制提供了新的科学依据和潜在的治疗靶点。

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)
Taurine and its transporter TAUT positively affect male reproduction and early embryo development.
牛磺酸及其转运蛋白 TAUT 对雄性生殖和早期胚胎发育有积极影响
  • DOI:
    10.1093/humrep/deac089
  • 发表时间:
    2022-05-30
  • 期刊:
    Human reproduction (Oxford, England)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
  • 通讯作者:
Changes in Vaginal Microbiome Diversity in Women With Polycystic Ovary Syndrome.
多囊卵巢综合症女性阴道微生物多样性的变化
  • DOI:
    10.3389/fcimb.2021.755741
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Frontiers in cellular and infection microbiology
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Lu C;Wang H;Yang J;Zhang X;Chen Y;Feng R;Qian Y
  • 通讯作者:
    Qian Y
Metabolic signatures in human follicular fluid identify lysophosphatidylcholine as a predictor of follicular development.
人类卵泡液的代谢特征将溶血磷脂酰胆碱确定为卵泡发育的预测因子
  • DOI:
    10.1038/s42003-022-03710-4
  • 发表时间:
    2022-07-29
  • 期刊:
    Communications biology
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
  • 通讯作者:
Neddylation Inhibition Causes Impaired Mouse Embryo Quality and Blastocyst Hatching Failure Through Elevated Oxidative Stress and Reduced IL-1β.
Neddylation 抑制通过氧化应激升高和 IL-1β 减少导致小鼠胚胎质量受损和囊胚孵化失败
  • DOI:
    10.3389/fimmu.2022.925702
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Frontiers in immunology
  • 影响因子:
    7.3
  • 作者:
  • 通讯作者:
Effects of nicotinamide on follicular development and the quality of oocytes.
烟酰胺对卵泡发育和卵母细胞质量的影响
  • DOI:
    10.1186/s12958-022-00938-x
  • 发表时间:
    2022-04-21
  • 期刊:
    Reproductive biology and endocrinology : RB&E
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
  • 通讯作者:

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其他文献

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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

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          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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