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潜在主转录因子Cebpa调节II型肺泡细胞的发育、稳态及再生的分子机制研究

批准号:
82070002
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
荣知立
依托单位:
学科分类:
呼吸系统结构、功能与发育异常
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
荣知立

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
II型肺泡细胞(AT2)在肺泡稳态维持和再生修复中发挥关键作用,可作为种子细胞治疗特定肺部疾病,但是决定其身份和功能的主转录因子(Master transcription factor)报道却较少。我们通过分析5套人类及小鼠肺单细胞RNA测序数据,并结合文献检索,发现12个潜在的AT2主转录因子;Cebpa是人鼠保守且综合评分较高的基因,同时文献报道其基因敲除小鼠表现出肺泡异常。本项目拟利用带荧光报告系统的AT2特异性Cebpa基因敲除小鼠,体内研究其在AT2发育、生理稳态和损伤再生中的作用;利用人类胚胎干细胞分化的肺泡类器官,研究其在人AT2自我更新、分化和生成肺表面活性物的作用及机制;最后,通过控制Cebpa信号通路的活性,提高肺泡类器官中AT2的质量和数量,改善治疗肺纤维化的效果。本项目可为最终鉴定AT2的核心主转录因子打下基础,也可为提升肺损伤细胞治疗有效性提供新思路。
英文摘要
Alveolar type II cells (AT2) play a key role in alveolar homeostasis and regeneration and thus can be used as therapeutic cells to treat specific lung diseases. However, only few master transcription factors that define the identity and function of AT2 has been reported. By analyzing 5 sets of human and mouse lung single cell RNA sequencing data and combining with literature search, we discovered 12 potential AT2 master transcription factors; Cebpa is a candidate gene conserved in humans and mice with a high master transcription factor score, and Cebpa knockout mice show abnormal alveoli. Thus, in this project, we plan to use AT2-specific Cebpa gene knockout mice with a fluorescent reporter system to study its role in AT2 development, homeostasis, and regeneration. Using alveolar organoids differentiated from human embryonic stem cells, we intend to study its role and mechanism involved in self-renewal, differentiation, and biosynthesis of surfactants in human AT2. Finally, by controlling the activity of the Cebpa signaling pathway, we plan to improve the quality and quantity of human AT2 in alveolar organoids and treat a mouse model with alveolar injury. This project can facilitate the identification of the core master transcription factor of AT2, and can also provide new ideas for improving the efficacy of cell therapy for lung injury.
II型肺泡细胞(AT2)是肺泡中的成体干细胞,在肺泡稳态维持和损伤修复中发挥关键作用。AT2细胞功能紊乱与多种肺部疾病相关,但决定其身份和功能的主转录因子研究较少。通过整合人和小鼠肺单细胞RNA测序数据及文献,我们发现CEBPA是一个保守且评分较高的潜在主转录因子。在实验中,我们利用基因编辑技术,结合人多能干细胞来源的肺泡类器官和小鼠模型,发现CEBPA对维持AT2细胞身份至关重要。敲除或敲低CEBPA会降低肺泡类器官的形成效率、AT2细胞的增殖速度以及类器官的大小。在成年小鼠中,CEBPA的敲除导致部分小鼠出现自发性肺纤维化,并加剧博莱霉素诱导的肺纤维化,表现为AT2细胞更多地退分化为肺泡前体细胞而非AT1细胞。这些结果表明CEBPA在AT2细胞稳态维持和损伤修复中发挥关键作用。为深入解析CEBPA的调控机制,我们利用CUT & Tag、RNA-seq和ATAC-seq技术,比较CEBPA与已知转录因子NKX2.1和ETV5在AT2细胞中的结合位点、靶基因转录和染色质开放性。通过整合分析测序数据,并结合点突变和蛋白质相互作用实验,我们期望揭示转录因子之间的相互调控和共调控机制。人多能干细胞来源的气道类器官和肺泡类器官是本项目的核心平台,我们利用该平台研究了SOX9在人肺发育中的作用,解析了新冠病毒和呼吸道腺病毒感染机制,并探索了遗传损伤导致肺癌早期发生的机制。此外,我们开发了一系列基于CRISPR/Cas9的基因编辑技术,包括miniCAFE基因激活系统、Cas12a-Plus系统、Tag-seq技术、DropCRISPRa系统、环状gRNA引导的基因编辑系统和高效的基因编辑器递送系统。这些技术不仅适用于基础研究,如肿瘤发生和细胞命运决定,还可用于转化研究,如CAR-T细胞和其他功能性治疗细胞的开发。通过本项目,我们开发和优化了人多能干细胞分化为肺类器官的策略,揭示了CEBPA在AT2细胞稳态和损伤修复中的关键作用,并开发了一系列基因编辑技术,为广泛的生物学和医学研究提供了重要工具。
m6A修饰Slc15a3 RNA调控巨噬细胞活性促进银屑病发病的分子机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    15.0万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    荣知立
  • 依托单位:
ALKBH5降低EIF5A m6A修饰调节Ⅱ型肺泡细胞身份转变促进肺纤维化进展的研究
  • 批准号:
    82370078
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    49万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    荣知立
  • 依托单位:
基于人类胚胎干细胞的新型类器官肺癌模型
  • 批准号:
    81872511
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    荣知立
  • 依托单位:
人类胚胎干细胞治疗肺损伤的免疫耐受新策略
  • 批准号:
    81670093
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    荣知立
  • 依托单位:
国内基金
海外基金