Metabolic regulation of heart formation

心脏形成的代谢调节

基本信息

  • 批准号:
    10459280
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 39万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-06-01 至 2023-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY/ABSTRACT The major obstacle to the successful application of human cardiac stem cell biology is the immaturity of in vitro stem cell-derived cardiomyocytes. Genetic manipulations of stem cell-derived cardiomyocytes have not been successful in achieving the maturity sufficient for regenerative medicine, drug screening, disease modeling and developmental biology. Recent multi-center study revealed the importance of non-genetic contributors to the development of congenital heart disease. Thus, in both in vitro and in vivo settings, non-genetic factors are understudied area of research that can, combined together with the wealth of knowledge in genetic contributors to cardiogenesis, potentially solve the immaturity issue of stem cell-derived cardiomyocytes. In fact, the metabolic/nutritional environment is a major non-genetic factor that impact heart formation. It is well-established that maternal hyperglycemia is associated with significant increase in the risk of congenital heart disease. However, little is known about whether high glucose directly impact the differentiation of cardiomyocytes and how high glucose might impact the flow of downstream metabolic pathways. Glucose is the most critical nutrients to the cells and its metabolism is tightly regulated in any cells. In the fetal heart, glucose is taken up through transporter isoforms 1 and 4 and processed through multiple catabolic and anabolic pathways including glycolysis, TCA, pentose phosphate pathway, hexosamine pathway, etc. Our preliminary data with human embryonic stem cell-derived cardiomyocytes and murine model of diabetic pregnancy suggest that it is not the catabolic extraction of energy but the anabolic biosynthesis of nucleotides from glucose that plays a major role in regulating cardiogenesis during fetal stage. These results have led to our central hypothesis that glucose inhibits fetal cardiac maturation via nucleotide biosynthesis. This proposal will test it by genetic, metabolic, and physiological analyses in vivo and in vitro. The results are expected to demonstrate that unique metabolic environment of fetal heart is not merely a consequence of genetic differentiation program but also a driver of cardiac maturation. By focusing on understudied area of cardiogenesis research, this study will add another dimension to our understanding of cardiogenesis and congenital heart disease.
项目总结/摘要 体外培养的干细胞的不成熟是阻碍人类心脏干细胞生物学成功应用的主要障碍 细胞衍生的心肌细胞。干细胞衍生的心肌细胞的遗传操作在心肌细胞中尚未成功。 达到足够成熟的再生医学,药物筛选,疾病建模和发展 生物学最近的多中心研究揭示了非遗传因素对发展的重要性, 先天性心脏病。因此,在体外和体内环境中,非遗传因素是研究不足的领域。 研究可以,结合丰富的知识,在遗传贡献心脏发生, 解决干细胞衍生的心肌细胞的不成熟问题。事实上,代谢/营养环境是一个 影响心脏形成的主要非遗传因素。众所周知,母亲高血糖与 先天性心脏病的风险显著增加。然而,关于高血糖是否 直接影响心肌细胞的分化,以及高葡萄糖如何影响下游细胞的流动。 代谢途径葡萄糖是细胞最重要的营养物质,其代谢在任何细胞中都受到严格的调节。 细胞在胎儿心脏中,葡萄糖通过转运蛋白亚型1和4被摄取,并通过多个转运蛋白被加工。 分解代谢和合成代谢途径,包括糖酵解、TCA、戊糖磷酸途径、己糖胺途径等。 我们用人胚胎干细胞衍生的心肌细胞和糖尿病小鼠模型的初步数据 怀孕表明,这不是能量的分解代谢提取,而是核苷酸的合成代谢生物合成, 葡萄糖,在胎儿期调节心脏发生中起主要作用。这些结果导致我们的中央 假设葡萄糖通过核苷酸生物合成抑制胎儿心脏成熟。本提案将通过以下方式对其进行测试: 体内和体外的遗传、代谢和生理分析。预计结果将证明, 胎儿心脏的代谢环境不仅是遗传分化程序的结果, 心脏发育成熟。通过关注心脏发生研究的不足领域,这项研究将增加另一个 我们对心脏发生和先天性心脏病的理解。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A novel murine model of atrial fibrillation by diphtheria toxin-induced injury.
  • DOI:
    10.3389/fphys.2022.977735
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Trieu, Theresa;Mach, Philbert;Bunn, Kaitlyn;Huang, Vincent;Huang, Jamie;Chow, Christine;Nakano, Haruko;Fajardo, Viviana M.;Touma, Marlin;Ren, Shuxun;Wang, Yibin;Nakano, Atsushi
  • 通讯作者:
    Nakano, Atsushi
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Atsushi Nakano其他文献

Atsushi Nakano的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Atsushi Nakano', 18)}}的其他基金

Metabolic regulation of heart formation
心脏形成的代谢调节
  • 批准号:
    10213822
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
Hemogenic endocardium: contribution to the valvular tissue macrophages
造血心内膜:对瓣膜组织巨噬细胞的贡献
  • 批准号:
    9107302
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
The heart as a hemogenic organ
心脏作为造血器官
  • 批准号:
    8320070
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
The heart as a hemogenic organ
心脏作为造血器官
  • 批准号:
    8176553
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:

相似国自然基金

层出镰刀菌氮代谢调控因子AreA 介导伏马菌素 FB1 生物合成的作用机理
  • 批准号:
    2021JJ40433
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
寄主诱导梢腐病菌AreA和CYP51基因沉默增强甘蔗抗病性机制解析
  • 批准号:
    32001603
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
AREA国际经济模型的移植.改进和应用
  • 批准号:
    18870435
  • 批准年份:
    1988
  • 资助金额:
    2.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Onboarding Rural Area Mathematics and Physical Science Scholars
农村地区数学和物理科学学者的入职
  • 批准号:
    2322614
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
    Standard Grant
TRACK-UK: Synthesized Census and Small Area Statistics for Transport and Energy
TRACK-UK:交通和能源综合人口普查和小区域统计
  • 批准号:
    ES/Z50290X/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
    Research Grant
Wide-area low-cost sustainable ocean temperature and velocity structure extraction using distributed fibre optic sensing within legacy seafloor cables
使用传统海底电缆中的分布式光纤传感进行广域低成本可持续海洋温度和速度结构提取
  • 批准号:
    NE/Y003365/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
    Research Grant
Point-scanning confocal with area detector
点扫描共焦与区域检测器
  • 批准号:
    534092360
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
    Major Research Instrumentation
Collaborative Research: Scalable Manufacturing of Large-Area Thin Films of Metal-Organic Frameworks for Separations Applications
合作研究:用于分离应用的大面积金属有机框架薄膜的可扩展制造
  • 批准号:
    2326714
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Scalable Manufacturing of Large-Area Thin Films of Metal-Organic Frameworks for Separations Applications
合作研究:用于分离应用的大面积金属有机框架薄膜的可扩展制造
  • 批准号:
    2326713
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Unlicensed Low-Power Wide Area Networks for Location-based Services
用于基于位置的服务的免许可低功耗广域网
  • 批准号:
    24K20765
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
RAPID: Collaborative Research: Multifaceted Data Collection on the Aftermath of the March 26, 2024 Francis Scott Key Bridge Collapse in the DC-Maryland-Virginia Area
RAPID:协作研究:2024 年 3 月 26 日 DC-马里兰-弗吉尼亚地区 Francis Scott Key 大桥倒塌事故后果的多方面数据收集
  • 批准号:
    2427233
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Postdoctoral Fellowship: OPP-PRF: Tracking Long-Term Changes in Lake Area across the Arctic
博士后奖学金:OPP-PRF:追踪北极地区湖泊面积的长期变化
  • 批准号:
    2317873
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RAPID: Collaborative Research: Multifaceted Data Collection on the Aftermath of the March 26, 2024 Francis Scott Key Bridge Collapse in the DC-Maryland-Virginia Area
RAPID:协作研究:2024 年 3 月 26 日 DC-马里兰-弗吉尼亚地区 Francis Scott Key 大桥倒塌事故后果的多方面数据收集
  • 批准号:
    2427232
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了