组织特异性增强子调控Sox9在下颌骨精确性时空表达及参与Pierre-Robin综合征发生的机制研究
批准号:
82071097
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
代杰文
依托单位:
学科分类:
口腔颅颌面组织器官生长发育相关疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
代杰文
中文摘要
Pierre-Robin综合征/序列征(PRS)主要表现为小下颌、腭裂与舌后坠。文献报道和课题组前期研究表明,PRS患者存在17q24染色体转位、微缺失、重复或序列突变。相应染色体区域包含调控Sox9在下颌骨特异性表达的增强子,但其与PRS确切关系不清楚。课题组前期发掘了部分Sox9下颌骨组织特异性增强子,建立了Sox9下颌骨组织特异性增强子敲除导致下颌骨发育不足小鼠模型。本项目拟应用Hi-C、4C-Seq等技术,借助模式小鼠和PRS患者诱导多能干细胞等发掘Sox9下颌骨组织特异性增强子并阐明其功能。明确组织特异性增强子调控Sox9在下颌骨精确性时空表达机制。揭示染色体转位、缺失、重复或突变等导致PRS发生的分子、细胞与功能变化,如染色体三维构型及增强子-启动子互作频率改变、增强子与特定转录因子如Dlx2结合强度改变、增强子表观遗传学修饰改变等。相关研究成果有望提高PRS精准诊治水平。
英文摘要
Pierre-Robin syndrome/sequence (PRS) is characterized by mandibular hypoplasia, cleft palate and glossoptosis. References and our previous studies showed that there was translocation, microdeletion, duplication or sequence mutation of 17q24 chromosome in PRS patients. The corresponding chromosomal regions contain enhancers that regulate the specific expression of Sox9 in the mandible, but the exact relationship between them and PRS is unclear. We previously found some mandibular tissue-specific enhancers of Sox9, and established mouse models with mandibular hypoplasia caused by knockout of mandibular tissue-specific enhancer of Sox9. This project tries to find out more mandibular tissue-specific enhancer of Sox9 and clarify its function using Hi-C, 4C-Seq and other technologies with the help of mice model and induced pluripotent stem cells of PRS patients, to clarify the mechanism of tissue-specific enhancer regulating the precise spatiotemporal expression of Sox9 in mandible, and to reveal the molecular, cellular and functional changes in PRS caused by chromosomal translocation, deletion, duplication or mutation, such as the change of chromosome three-dimensional configuration and enhancer-promoter interaction frequency, the change of enhancer binding strength with specific transcription factors such as Dlx2, the change of epigenetic modification in enhancer, etc. The research results are expected to improve the precise diagnosis and treatment level of PRS.
Pierre-Robin序列征(PRS)主要表现为小下颌、腭裂与舌后坠。文献报道和课题组前期研究表明,PRS患者存在17q24染色体转位、微缺失、重复或序列突变。相应染色体区域包含调控Sox9在下颌骨特异性表达的增强子,但其与PRS确切关系不清楚。本项目建立了Sox9下颌骨组织特异性增强子敲除导致下颌骨发育不足小鼠模型,同时应用ATAC-Seq、H3K27Ac CUT&Tag、Hi-C、4C-Seq等技术创新性发现,染色质拓扑结构的差异可以导致活性相似的Sox9远端增强子在神经嵴来源的下颌梅克尔软骨和中胚层来源的四肢软骨中行使不同的调控功能,即在神经嵴发育早期,PRS区域内的多个增强子被特定转录因子激活,与此同时,PRS区域与Sox9启动子间的染色质环被建立。这一谱系特异性的染色质环在神经嵴分化为软骨细胞后持续存在,使得PRS区域内活性减弱的增强子在下颌软骨中仍然发挥显著调控功能。而在中胚层来源的四肢软骨中,这一染色质环未被建立,因而PRS区域的弱增强子不发挥显著的调控功能。此外,应用单细胞测序和Hi-C等技术揭示了梅克尔软骨细胞发育过程中亚群细胞特征性转录因子以及发育过程中三维基因组结构动态变化,发掘了参与梅克尔软骨发育调控的超级增强子及其下游调控的基因如Runx2、Six2等,鉴定了多个潜在的Sox9下颌或前肢软骨特异增强子且靠近染色质环基座的Enh51为功能最重要的Sox9下颌软骨特异增强子,将这一发现推广至全基因组后,鉴定了1万余个在下颌和前肢中行使差异功能的潜在增强子,并发现这些位点与下颌或四肢特异的骨发育异常显著相关。相关成果在Science Advances等杂志发表,为组织特异性增强子调控颅颌面骨/软骨发育的理论体系提供重要的补充,并为理解下颌骨发育缺陷的遗传学机制提供了重要线索。
22q11.2染色体微重复影响TOP3B表达并导致腭裂发生的机制研究
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批准号:82370906
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项目类别:面上项目
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资助金额:48.00万元
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批准年份:2023
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负责人:代杰文
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依托单位:
Dlx2/Fgf9/p53信号通路在颅神经嵴细胞发育中的作用研究
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批准号:81300842
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2013
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负责人:代杰文
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依托单位:
国内基金
海外基金