组蛋白H3K27去甲基化修饰在新生神经元成熟与脑认知中的功能研究
批准号:
31571043
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
刘长梅
依托单位:
学科分类:
分子与细胞神经生物学
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
侯丽、陈桂来、陈大风、焦贯怡、毛伊幻、刘晴
中文摘要
学习记忆是大脑最基本也是最重要的高级神经功能之一。虽然海马神经发生被认为在调节学习和记忆过程中起着至关重要的作用,但其背后的分子调控机理,尤其表观遗传调控机制尚待深入揭示。近年来的研究发现,组蛋白修饰的异常往往与认知疾病密切相关。本课题将以组蛋白H3K27me3去甲基化修饰以及相关的去甲化酶UTX作为研究对象,分析它们在新生神经元成熟过程以及大脑认知中的功能;筛选鉴定其作用的下游靶基因;运用分子生物学与遗传学的手段干预关键信号分子的表达,评测其能否改善由去甲化酶基因缺失而导致的认知缺陷。本研究将为H3K27me3去甲基化修饰以及相关的去甲化酶在新生神经元成熟和大脑认知功能中的调控提供充实的理论和实验依据,为认知功能障碍疾病的治疗提供新的线索。
英文摘要
Learning and memory are the most important intellectual functions of the brain. It has been conclusively demonstrated that neurogenesis in the hippocampus is critical for learning and memory. However, the molecular and cellular mechanisms underlying neurogenesis, learning and memory have been remained elusive. Recent studies have shown a link between aberrant histone modification and cognitive diseases. This proposed project will focus on the functions of histone demethylase UTX (Ubiquitously Transcribed X Chromosome Tetratricopeptide Repeat Protein) in neurogenesis and cognition. We will characterize the deficits of neurogenesis, especially neuronal maturation, underlying the loss of UTX in the hippocampus. We will identify key downstream targets of UTX that play critical roles in regulating neuronal maturation, learning and memory. Finally, we will evaluate the therapeutic potentials of key downstream molecules of UTX in treating cognition deficits in UTX conditional knockout mice. This project will provide evidences for determining the roles of UTX in neuronal maturation, learning and memory, and clues to therapeutic strategies for treating learning and memory disorders.
学习记忆是大脑最基本也是最重要的高级神经功能之一。虽然海马神经发生被认为在调节学习和记忆过程中起着至关重要的作用,但其背后的分子调控机理,尤其表观遗传调控机制尚待深入揭示。近年来的研究发现,组蛋白修饰的异常往往与认知疾病密切相关。本课题以组蛋白H3K27me3去甲基化修饰以及相关的去甲化酶UTX作为研究对象,探究发现了UTX在新生神经元成熟过程以及大脑认知中具有非常重要的功能;通过RNA-seq, Chip-RT-PCR等实验手段发现了UTX作用的关键的下游靶基因HTR5B;运用分子生物学与遗传学的手段干预关键信号分子HTR5B的表达,结果表明HTR5B在神经元的成熟过程中具有重要作用。进而通过功能回复实验,发现过表达Htr5b能够逆转Utx缺失所导致的突触传递障碍和Utx缺失所导致的小鼠的认知障碍,相关的研究工作发表在2017年的Frontiers in Molecular Neuroscience杂志,另一篇文章正在投稿中。同时我们也解析发现非编码microRNA与PRC1/2相互作用,在调节神经干细胞增殖、分化、神经元成熟与功能方面不可或缺(Stem Cell Reports, 2017)。本项目解析了UTX在神经发生、认知障碍、焦虑行为中的功能以及分子机理,并证明过表达HTR5B能改善由于UTX缺失所表现的认知与焦虑行为,从而为后续开发认知障碍诊治的手段和药物奠定了理论基础,并对神经再生以及神经疾病相关研究提供了新思路,为认知功能障碍疾病的治疗提供新的线索。已发表项目资助标注的SCI论文6篇,另3篇正在回修中。人才培养方面,有1位博士后,3位博士,1位硕士的学位课题与该基金项目有关,现已有1位博后出站,1位博士毕业,另2位博士和1位硕士将于2020年春季毕业。
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Polycomb protein family member CBX7 regulates intrinsic axon growth and regeneration.
Polycomb 蛋白家族成员 CBX7 调节内在轴突生长和再生
DOI:
10.1038/s41418-018-0064-0
发表时间:
2018-09
期刊:
Cell death and differentiation
影响因子:
12.4
作者:
[Duan RS, Tang GB, Du HZ, Hu YW, Liu PP, Xu YJ, Zeng YQ, Zhang SF, Wang RY, Teng ZQ, Liu CM]
通讯作者:
Liu CM
Polycomb Repressive Complex 2: Emerging Roles in the Central Nervous System
Polycomb 抑制复合体 2:中枢神经系统中的新兴作用
DOI:
10.1177/1073858417747839
发表时间:
2018-06-01
期刊:
NEUROSCIENTIST
影响因子:
5.6
作者:
[Liu, Pei-Pei, Xu, Ya-Jie, Liu, Chang-Mei]
通讯作者:
Liu, Chang-Mei
GA-binding protein GABPβ1 is required for the proliferation of neural stem/progenitor cells
GA 结合蛋白 GABP beta 1 是神经干/祖细胞增殖所必需的
DOI:
10.1016/j.scr.2019.101501
发表时间:
2019-08-01
期刊:
STEM CELL RESEARCH
影响因子:
1.2
作者:
[Liu, Cong, Dai, Shang-Kun, Teng, Zhao-Qian]
通讯作者:
Teng, Zhao-Qian
The Histone H3K27 Demethylase UTX Regulates Synaptic Plasticity and Cognitive Behaviors in Mice.
组蛋白 H3K27 去甲基化酶 UTX 调节小鼠突触可塑性和认知行为
DOI:
10.3389/fnmol.2017.00267
发表时间:
2017
期刊:
Frontiers in molecular neuroscience
影响因子:
4.8
作者:
[Tang GB, Zeng YQ, Liu PP, Mi TW, Zhang SF, Dai SK, Tang QY, Yang L, Xu YJ, Yan HL, Du HZ, Teng ZQ, Zhou FQ, Liu CM]
通讯作者:
Liu CM
Regulatory Networks between Polycomb Complexes and Non-coding RNAs in Central Nervous System
中枢神经系统中多梳复合物与非编码RNA之间的调控网络
DOI:
--
发表时间:
2019
期刊:
JMCB
影响因子:
--
作者:
[Ya-Jie Xu, Pei-pei Liu, Shyh-Chang Ng, Zhao-Qian Teng, Chang-Mei Liu]
通讯作者:
Chang-Mei Liu
共 7 条
DGCR8/MicroRNA轴调控视网膜神经节细胞损伤修复的功能及应用研究
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:52万元
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批准年份:2022
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负责人:刘长梅
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依托单位:
组蛋白H3K27me3及去甲基化酶UTX/JMJD3在视神经再生中的功能及分子机制研究
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批准号:91753140
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:70.0万元
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批准年份:2017
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负责人:刘长梅
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依托单位:
SWI/SNF复合体组分ARID1A在海马发育和认知中的调控作用及机制研究
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批准号:81771224
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项目类别:面上项目
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资助金额:54.0万元
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批准年份:2017
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负责人:刘长梅
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依托单位:
国内基金
海外基金