课题基金 / 基金详情

TUBB3及KIF21A基因新突变在轴突导向及发育过程中的作用机制研究

批准号:
82070999
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
焦永红
依托单位:
学科分类:
视觉、视光学与近视、弱视及眼肌疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
焦永红

项目摘要

结项摘要

焦永红的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
先天性颅神经异常支配疾病(CCDDs)是一组罕见的遗传相关颅神经肌肉疾病,临床表现为限制性眼球运动障碍,可伴有眼外多器官、系统异常。既往研究证实微管和驱动蛋白基因突变通过干扰颅神经元发育及轴突导向而致病。课题组前期对76个CCDDs家系进行了全基因组外显子测序,发现了微管蛋白TUBB3基因新突变S78T和驱动蛋白KIF21A基因新突变F355S,推测突变可能通过影响微管蛋白结构稳定性及动力学特性、破坏与驱动蛋白的相互作用而致病。接下来课题组拟在前期工作基础上,针对已经构建的突变小鼠敲入模型,进行行为学、外眼及颅脑MRI表型研究,对野生及突变型胚胎鼠的冰冻脑组织切片进行形态和颅神经发育分析、比较目标蛋白及其相互作用蛋白在靶器官的表达差异并检测突变对微管稳定性和动力学的影响。为明确维持微管动力学和稳定性的分子通路、揭示脑运动神经元发育和轴突导引的调控网络提供依据。
英文摘要
Congenital cranial dysinnervation disorders (CCDDs) are a group of rare heritable cranial neuromuscular disorders, which is characterized by restricted globe movement.And it can accompanied by extra-ocular multiple organs and systemic abnormalities. Previous studies have confirmed that mutations in genes encoding tubulin and kinesin can lead to disease by interfering with cranial neuronal development and axonal guidance. Our team had carried out the whole exom sequencing in 76 CCDDs families, and found two novel mutations S78T and F355S in TUBB3 and KIF21A gene respectively. We speculate that the mutations might cause disease by affecting the structural stability and dynamics of tubulin and/or destroying the interaction between tubulin and kinesin. Next, based on the previous work, we plan to study the behavior and phenotype of external eye and craniocerebral MRI in the mutant knock-in mouse model. And then, we would analyze the morphology and cranial nerve development of the frozen brain tissue sections of wild and mutant embryonic mice. Finally, we will compare the expression differences of target proteins and their interacting proteins in target organs, and detect the effect of mutations on microtubule stability and dynamics. It provides a basis for identifying the molecular pathways that maintain microtubule dynamics and stability, and for revealing the regulatory networks of brain motor neuronal development and axonal guidance.
先天性眼外肌纤维化(CFEOM)是罕见的遗传性颅神经肌肉疾病,是先天性颅神经异常支配疾病(CCDDs)中的一类疾病。主要表现为限制性眼球运动障碍,并伴随多种器官和系统的异常。近年来,研究发现微管蛋白TUBB3和驱动蛋白KIF21A的基因突变与该疾病的发生密切相关,但其具体机制仍不清楚。课题组前期对76个CCDDs家系进行了全外显子测序,发现了TUBB3基因的新突变S78T和KIF21A基因的新突变F355S。为进一步研究这些突变在轴突导向及发育过程中的作用机制,我们构建了TUBB3-S78T点突变敲入小鼠模型,分析其行为学、外眼及颅脑MRI表型,并对野生型与突变型胚胎鼠的脑组织切片进行形态学和颅神经发育分析,以明确其致病机制。同时,构建了KIF21A-F355S斑马鱼模型,观察眼球运动神经的发育情况,以验证新突变的致病作用。通过对Tubb3-S78T小鼠模型的研究,我们发现该突变显著影响了小鼠脑和脊髓运动神经元的发育,表明TUBB3在神经元发育中发挥重要作用。此外,KIF21A-F355S斑马鱼胚胎过表达模型证实了该突变对眼球运动神经发育的影响。体外实验显示,F355S突变导致KIF21A蛋白在微管上的ATP水解能力下降,从而改变了蛋白的动力学特性。目前,我们已收集了100余例CCDDs患者样本,对其中70余例CFEOM患者进行了多部位核磁扫描和全外显子测序。这些数据进一步完善了中国人群中CCDDs疾病的基因型-表型数据库,为疾病的精确分子诊断和分型提供了更为丰富的临床和实验依据。综上所述,本研究揭示了TUBB3及KIF21A基因新突变在轴突导向及发育过程中的关键作用,为理解CCDDs的致病机制提供了新的视角,并为未来的临床诊断与治疗奠定了基础。我们期待通过进一步研究,为患者提供更有效的治疗方案。
基于多模态神经影像的先天性颅神经异常疾病机理的研究
  • 批准号:
    81070762
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    27.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    焦永红
  • 依托单位:
国内基金
海外基金