课题基金 / 基金详情

从基因、组织水平的相互作用探究先天性巨结肠患者症状差异的分子机制

批准号:
82070532
项目类别:
面上项目
资助金额:
61.0 万元
负责人:
姜茜
依托单位:
学科分类:
消化系统
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
姜茜

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
先天性巨结肠(HSCR)属肠神经系统(ENS)发育异常性疾病,遗传方式复杂,表型异质性强。既往研究多只发现在患者群体层面呈显著富集的基因(座),而对每个先证者个体的疾病发生机制解释不清。我们的前期研究发现RET基因复合杂合致病机制、RET-EDNRB协同累积作用参与HSCR发生等多种复杂、独特的致病模式,提示基因水平和组织水平的相互作用研究势在必行。为了确立同一基因内或不同基因间的相互作用机制及其影响HSCR患者临床表型的分子路径,本项目拟利用细胞水平“滴定”实验、临床遗传学证据收集及遗传规律分析、成对肠组织样本RNA-Seq与全基因组测序相结合的方法确定ENS特异性表达定量性状遗传位点及其基因调控网络,阐明不同变异(基因)组合的致病作用强度,观察散发HSCR家系的风险累积模式及症状外显阈值,辅以肠组织类器官快速功能筛选及基因编辑小鼠模型验证分析,为更好地解释患者的临床症状差异提供新线索。
英文摘要
Hirschsprung disease (HSCR) is a congenital malformation of the enteric nervous system (ENS) with complicated patterns of inheritance and strong phenotypic heterogeneity. Previous studies have found only genes (loci) that are significantly enriched at the patient-population level, but the pathogenesis of each proband is often unclear. Our previous study detected a variety of complex and unique pathogenic patterns such as RET compound-inheritance and RET-EDNRB synergistic cumulative effect, suggesting that it is imperative to study the interaction between gene level and tissue level. With the aim of establishing the interaction mechanism within the same gene or between different genes, and delineating the molecular pathway that affects the clinical phenotype of HSCR patients, we here plan to use cell level "titration" experiment, clinical genetic evidence collection and genetic analysis, paired-colon tissue transcriptome sequencing and whole-genome sequencing to identify ENS-specific expression Quantitative Trait Locus and its regulatory gene network, clarify the pathogenicity intensity of different combinations of variants (genes), observe the risk accumulation pattern and symptom explicit threshold of sporadic HSCR families. Finally, intestinal organoid and transgenic mouse model will be utilized to further demonstrate their role in inducing ENS defects.
在全基因组范围内寻找与肠道发育调控密切相关的顺式作用表达定量性状遗传位点(cis-eQTL),明确其特征、分布规律、细胞特异性表达模式及互作方式,进而定位新的疾病相关微效基因、阐明其作用机制对于疾病病因学研究具有重大临床意义。本研究首先利用150例S-HSCR患者的190份肠组织样本进行全基因组测序及转录组学测序,使用FastQTL软件分析、检测出933个cis-eQTLs,涉及925个eSNP和933个eGene。94.3%的eGene和92.3%的eSNP所在基因pLI得分均小于0.9,提示它们对功能缺失型变异的耐受性较好。83个eSNP(8.97%)位于CpG岛内;400个eSNP位于内含子区,占比43.24%。通过与GTEx数据库中结肠组织的eQTL结果进行比较,我们发现了387个仅出现在S-HSCR中的顺式作用调控对(41.4%),其功能主要富集在细胞反应、抗原加工、内质网膜成分等分子通路中。全基因组关联分析共获得777个疾病相关SNP,主要富集在RET(n=84),RASGEF1A(n=51),NRG1(n=36),CSGALNACT2(n=8),LRP1B(n=5)及PJA2(n=5)等基因中。进一步通过差异表达基因检测、加权基因共表达网络分析及候选基因重叠策略确定了32个S-HSCR相关eGene,利用单细胞测序、细胞间通讯网络构建等方法明确了这些基因的主要表达细胞类型、丰度及相互作用方式;通过免疫组化染色实验验证了semaphorin信号通路中的重要传导分子CRMP1的肠组织表达情况及调控方式;使用CRISPR-Cas9方法特异性敲除斑马鱼的crmp1基因后肠道神经元的数量显著减少。最后利用10万人基因组数据库明确了rs2435357-rs2506030-rs7069590风险单体型在中国汉族人群中的群体携带率及相关疾病发生风险。首次利用Minigene实验证实RET基因内3个罕见的剪切位点及其调控序列突变的致病机制,为精准遗传咨询提供了重要的理论依据。综上,本研究首次描绘了S-HSCR患者的肠组织cis-eQTL图谱并进行特征分析,疾病相关eGene所呈现出的细胞特异性和发育阶段特异性表达模式及复杂互作关系符合全基因致病模型。
MRC1-BMP4介导肠道多细胞中枢切换参与短段型先天性巨结肠的机制研究
  • 批准号:
    82370522
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    49万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    姜茜
  • 依托单位:
RET基因新发突变和体细胞突变在先天性巨结肠的致病作用及机制研究
  • 批准号:
    81771620
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    姜茜
  • 依托单位:
先天性巨结肠患者SEMA3C/D基因功能失活突变影响肠神经系统发育的细胞和分子机制
  • 批准号:
    81300266
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    姜茜
  • 依托单位:
国内基金
海外基金