利用等遗传背景对照研究Parkin基因突变通过微管致神经元变性的机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81771216
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54.0万
  • 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:
    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

Parkinson’s disease (PD) is characterized by the progressive loss of dopamine-generating cells in the substantia nigra. Mutation of Parkin gene is one common cause of familial form, idiopathic form of Parkinson's disease, especially for the early-onset type; however the mechanism is unclear. Recently, increasing studies show that microtubule cytoskeleton represents a point of convergence in the genetic and environmental factors, plays an important role in the pathogenesis of PD, but its specific mechanism remains unkown. On the other hand, due to the lack of isogenic control, it is hard to differentiate the minor but disease-related phenotype changes from the variations under different genetic background. Previously, we have successfully rescued the deletion exon of Parkin gene in the induced pluripotent stem cells (iPSCs) based on homologous recombination mediated by gene editing tools (CRISPR/Cas9 and TALENs); and confirmed that mutations of Parkin gene influence the development of DA neurons. This project will generate new Parkin gene mutation PD patients and normal controls isogenic iPSCs model (repair mutation of parkin gene, mutate the normal parkin gene) mediated by CRISPR/Cas9 technology based on the previous results mentioned above. Our project will deeply study the mechnism behind the pathogenesis of Parkin gene regulates the development of dopamine neurons through microtubule cytoskeleton and may provide new understanding to the cause and treatment of Parkinson’s disease.
帕金森病(PD)是以中脑黑质多巴胺能(DA)神经元丢失为主要特征的神经变性疾病;Parkin是家族性、特发性及早发型PD的常见致病基因,目前其突变致病机制不明。近年来越来越多的研究证明微管细胞骨架正作为遗传与环境因素的汇聚点在PD发病中起着重要作用,然其具体作用机制仍不清楚;同时因缺乏遗传上匹配(isogenic)的对照,要区分某些细微但与PD相关的表型改变是一件困难的事情。前期我们通过同源重组技术在PD患者特异性iPSCs上对Parkin基因缺失外显子成功进行了修复,并发现Parkin基因突变影响DA神经元突起的生长。因此本课题拟在前期研究基础上利用CRISPR/Cas9技术修复或突变Parkin基因,建立新的Parkin基因突变PD患者及正常对照的isogenic iPSC细胞组模型,深入探索Parkin基因通过微管调控DA神经元生长及其突变的致病机制,以期为PD发病和治疗提供新思路。

结项摘要

帕金森病(PD)是最常见的神经退行性疾病之一,目前病因不明;Parkin基因是最常见的早发型及家族性、散发性PD的致病基因,但致病机制不清。本项目主要研究内容是建立Parkin基因突变PD患者特异性及正常对照的Parkin基因isogenic对照iPSCs细胞模型,并定向分化为中脑多巴胺(DA)能神经元来进行PD相关表型的探索,以及探索Parkin基因突变对中脑DA能神经元生长发育及对微管的影响等。.取得的重要研究结果及科学意义:1)成功建立了Parkin基因突变特异性PD患者和正常对照的Parkin基因同遗传背景isogenic对照iPSCs细胞模型,为进一步精准研究Parkin基因突变的致病机制提供了平台;2)在对建立Parkin基因isogenic对照iPSCs细胞模型定向分化为中脑腹侧被盖区(VTA)DA能神经元(A10区)验证之前的表型外,更创新性定向分化成经典PD病理相关的中脑黑质致密度(SNpc)DA能神经元(A9区),为探索Parkin基因的功能提供了更接近与PD主要病理的特异性SNpc DA能神经元;3)首次发现PD患者特异性iPSCs细胞分化的中脑SNpc DA能神经元有自发性自主同步起搏放电autonomic pacemaking现象,而Parkin基因突变减低了SNpc DA能神经元的autonomic pacemaking频率,可能因导致线粒体氧化应激的改变而成为SNpc DA能神经元易感的原因,为Parkin基因突变致PD的分子机制阐明了新的方向;4)通过数据库分析,首次发现APOE基因变异可影响PD运动症状进展,为PD分子分型及预后预测提供了新的证据; 5)对早发型和晚发型PD患者外周免疫状态分析研究发现,多种免疫细胞表达在早发型和晚发型PD中有改变,为PD的免疫机制提供了线索;6)在影像研究中,发现了PD发生与类淋巴系统的障碍相关,可能为PD的诊治提供新的线索。

项目成果

期刊论文数量(22)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
水通道蛋白4在神经退行性疾病中的研究进展
  • DOI:
    10.3760/cma.j.cn113694-20201103-00842
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中华神经科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王之韵;斯晓莉;浦佳丽;张宝荣
  • 通讯作者:
    张宝荣
Plasmid-based generation of neural cells from human fibroblasts using non-integrating episomal vectors
使用非整合附加型载体从人成纤维细胞中基于质粒生成神经细胞
  • DOI:
    10.4103/1673-5374.245476
  • 发表时间:
    2019-03-01
  • 期刊:
    NEURAL REGENERATION RESEARCH
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Dai, Shao-Bing;Shen, Ting;Chen, Xin-Zhong
  • 通讯作者:
    Chen, Xin-Zhong
Leucine-Rich Repeat Kinase 2 in Parkinson's Disease: Updated from Pathogenesis to Potential Therapeutic Target
帕金森病中富含亮氨酸的重复激酶 2:从发病机制更新为潜在的治疗靶点
  • DOI:
    10.1159/000488938
  • 发表时间:
    2018-01-01
  • 期刊:
    EUROPEAN NEUROLOGY
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Chen, Jinhua;Chen, Ying;Pu, Jiali
  • 通讯作者:
    Pu, Jiali
Reversible Parkinsonism caused by Influenza B-associated encephalitis affecting bilateral basal ganglia: A case report
乙型流感相关脑炎影响双侧基底神经节引起的可逆性帕金森病:一例报告
  • DOI:
    10.1111/cns.13278
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    CNS Neuroscience & Therapeutics
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Zhu Yue-Li;Guo Xiao-Ming;Qin Zun-Bo;Zhou Zhi-Jian;Cao Jin;Wu Ji-Min;Pu Jia-Li
  • 通讯作者:
    Pu Jia-Li
Different Perivascular Space Burdens in Idiopathic Rapid Eye Movement Sleep Behavior Disorder and Parkinson's Disease.
特发性快速眼动睡眠行为障碍和帕金森病的不同血管周围空间负担
  • DOI:
    10.3389/fnagi.2020.580853
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Frontiers in aging neuroscience
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Si XL;Gu LY;Song Z;Zhou C;Fang Y;Jin CY;Wu JJ;Gao T;Guo T;Guan XJ;Xu XJ;Yin XZ;Yan YP;Zhang MM;Pu JL
  • 通讯作者:
    Pu JL

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其他文献

ZFN、TALEN和CRISPR/Cas9基因编辑技术在疾病研究及治疗中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中华医学遗传学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵国华;浦佳丽;唐北沙
  • 通讯作者:
    唐北沙
pEGFP-SPAST真核表达载体的构建及遗传性痉挛性截瘫的发病机制研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中华医学遗传学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    严雅萍;浦佳丽;张宝荣;赵国华
  • 通讯作者:
    赵国华
野生型和突变型pEGFP-SPAST真核表达载体的构建及遗传性痉挛性截瘫发病机制研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Chinese Journal of Medical Genetics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    严雅萍;浦佳丽;张宝荣;赵国华
  • 通讯作者:
    赵国华

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DJ-1/PARP1介导的DNA损伤修复异常在帕金森病多巴胺能神经元变性中的作用及机制
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    2022
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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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