α-辅肌动蛋白-1的缺失致整合素αIIbβ3信号上调在血小板减少症中的作用及机制研究
批准号:
82070118
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
黄建松
依托单位:
学科分类:
巨核细胞、血小板与相关疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
黄建松
中文摘要
先天性α-辅肌动蛋白-1(ACTN1)的基因突变会导致遗传性血小板减少症。但目前对ACTN1在血小板生成中的作用及机制了解甚少。本项目组前期的工作提示:ACTN1缺失能抑制巨核细胞在固相纤维蛋白原上的前血小板生成;抑制整合素αIIbβ3信号能促进血小板的生成。因此,我们提出假说:ACTN1缺失引起血小板生成减少与整合素αIIbβ3信号上调有关。本研究拟使用敲除ACTN1的Dami、SET-2、Meg-01细胞和特异性敲除ACTN1的小鼠,在细胞和小鼠活体层面观察巨核细胞成熟及血小板生成过程,评估整合素αIIbβ3双向信号转导情况及观察ACTN1、肌动蛋白及整合素αIIbβ3等蛋白在巨核细胞中的表达、定位,探讨分子机制。观察整合素αIIbβ3抑制剂、活化剂或信号转导途径中关键激酶的抑制剂能否逆转或加剧ACTN1缺失导致的血小板生成减少。研究结果有望为阐述血小板减少症的发病机制提供理论基础。
英文摘要
Recently, mutations in α-ACTININ-1 were found to be the cause of inherited thrombocytopenia. α-ACTININ-1 is the gene that encodes α-actinin-1 (ACTN1), but little is known about the exact role that α-actinin-1 plays in thrombocytopoiesis and its underlying mechanism. Our previous studies confirmed that α-actinin-1 deficiency inhibits proplatelet formation of megakaryocyte on immobilized fibrinogen. Furthermore, inhibition of integrin αIIbβ3 signaling can enhance thrombocytopoiesis. Therefore, we hypothesized that α-actinin-1 deficiency-induced thrombocytopenia is related to the upregulation of integrin αIIbβ3 signal transduction. In this study, CRISPR/Cas9 technology will be used to knock out α-actinin-1 in Dami, SET-2 and Meg-01 cells. These knockout cells, as well as α-actinin-1-deficient mouse hematopoietic stem cells, will be used to observe megakaryocyte maturation and thrombocytopoiesis at the cellular level. A mouse model of megakaryocytic/platelet lineage-specific α-actinin-1 knockout will be adopted to investigate megakaryocyte maturation and thrombocytopoiesis. To investigate the molecular mechanism underlying the role of α-actinin-1 in thrombocytopenia, we will examine the expression of α-actinin-1, actin and integrin αIIbβ3 and determine their localization in megakaryocyte. We will also investigate the bidirectional signal transduction of integrin αIIbβ3, which has been previously established to play a critical role in the process of thrombocytopoiesis. We will also investigate whether the inhibition of either integrin αIIbβ3 outside-in signaling or protein kinases related to the bidirectional signal transduction of integrin αIIbβ3 can potentially reverse the effects of α-actinin-1 deficiency on thrombocytopenia. Similarly, we will also establish whether integrin αIIbβ3 agonists can potentially enhance the effects of α-actinin-1 deficiency on thrombocytopenia. Through this project, we hope to further elucidate the causes of inherited thrombocytopenia on a theoretical basis and further explore the role and underlying mechanism of α-actinin-1 in thrombocytopoiesis.
细胞骨架重塑和线粒体生物能量代谢在血小板生成和功能中起着重要作用。α-辅肌动蛋白-1(Actn1)在巨核细胞和血小板中广泛表达。细胞骨架对正常的线粒体形态和生物能量代谢至关重要。近年来,越来越多的证据表明,Actn1的遗传突变与先天性巨血小板减少症有关。然而,Actn1在血小板生成和功能中的作用及其潜在机制仍然不清楚。在本研究中,我们构建了一种巨核细胞特异性Actn1敲除小鼠模型(以下简称为PF4-Actn1-/-),以探讨Actn1在血小板生成和功能中的作用。.血常规检测显示,PF4-Actn1-/-小鼠的血小板数量减少。PF4-Actn1-/-小鼠的血小板数量减少并不是由于血小板清除的加快或体内TPO生成受损所致。在抗GPIbα抗体诱导的血小板减少模型和脾切除实验表明PF4-Actn1-/-小鼠的血小板数量减少可能是由于血小板生成缺陷所致。与对照小鼠相比,PF4-Actn1-/-小鼠的巨核细胞祖细胞数量正常,包括LSK、MPP、CMP、GMP、MEP和PreMegE。H&E染色和流式细胞术显示骨髓中巨核细胞数量减少,但脾脏中的巨核细胞数量增加。缺失Actn1显著增加了2N-4N巨核细胞的比例,并减少了8N-32N巨核细胞的比例。在Actn1小鼠中,CFU-MK集落形成和巨核细胞对SDF-1信号的迁移受到抑制。此外,体外研究显示,胎肝来源的PF4-Actn1-/-巨核细胞中PPF-bearing巨核细胞的比例降低。综合来看,这些数据表明,Actn1缺失可能会导致小鼠巨核细胞生成血小板受损,导致PF4-Actn1-/-小鼠出现血小板减少症。PF4-Actn1-/-血小板在固定的纤维蛋白和胶原蛋白上粘附和扩展、血块收缩以及对不同浓度的ADP、凝血酶和胶原蛋白刺激下的血小板聚集均显著减少。PF4-Actn1-/-血小板在对不同浓度的激动剂刺激下整合素αIIbβ3活化减少和P-选择素暴露减少。.为了探讨Actn1在血小板生成和功能中的机制,我们对低(2-4N)和高(≥8N)倍体的PF4-Actn1-/- MKs进行了定量蛋白质组学分析。4D蛋白质组学的结果显示Actn1敲除后高倍体MKs中的蛋白质表达显著降低。差异表达蛋白的功能富集分析表明,Actn1缺失与血小板激活和线粒体功能有关。.本研究明确在巨核细胞中缺少Actn1的小鼠重现了血小板减少症。
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