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dnase1l1在器官左右不对称模式建成中的作用及机制研究

批准号:
32070805
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
黄四洲
依托单位:
学科分类:
早期胚胎发育及细胞谱系建立
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
黄四洲

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
器官左右不对称模式建成是胚胎早期发育的一重要事件,其具体调控机制不明。我们发现斑马鱼dnase1l1在DFCs中高表达,在环境压力而非正常发育环境下其功能敲降导致DFCs减少、KV/纤毛发育及器官左右不对称建成受损。由于小鼠Dnase1l3突变导致细胞凋亡受阻,而凋亡细胞对非凋亡细胞具有增殖诱导作用,因此我们推测在环境压力下,dnase1l1可能通过促进凋亡DFCs正常凋亡以诱导非凋亡DFCs增殖来维持DFCs数量稳态,调控器官左右不对称模式建成。本项目拟首先研究dnase1l1在器官左右不对称模式建成中的作用及其是否以促进凋亡DFCs的凋亡以诱导非凋亡DFCs增殖来调控器官左右不对称模式建成,然后阐明凋亡DFCs诱导非凋亡DFCs增殖的分子机制。本研究将有助于我们对胚胎在面对环境压力时其调控器官正常发育的分子调控机制的认识,也有望为器官左右不对称紊乱相关先天性疾病的防治提供理论依据。
英文摘要
Organ left-right asymmetry patterning is an important event in early embryo development, while its specific regulatory mechanism is largely unknown. we found that zebrafish dnase1l1 was highly expressed in DFCs, and under environmental stress while not normal developmental enviroment dnase1l1 loss of function led to the number of DFCs decrease, impaired KV/cilia development and subsquent organ left-right asymmetry patterning defect. Since Dnase1l3 mutation had been reported to cause apoptosis delaying, and apoptotic cells had also been reported to have the role inducing non-apoptotic cells proliferation, we speculated that, under environmental stress, dnase1l1 may maintain DFCs quantitative homeostasis by promoting apoptosis to induce non-apoptotic DFCs proliferation, then regulating organ left-right asymmetry patterning. Our project intends to, firstly investigate the role of dnase1l1 in the establishment of organ left-right asymmetry patterning and, investigate whether dnase1l1 regulates organ left-right asymmetry patterning by promoting apoptosis DFCs to induce non-apoptotic DFCs proliferation. Then we will elucidate how the apoptosis DFCs induce non-apoptotic DFCs proliferation. This study is expected to help us understand the molecular mechanism how embryos regulate the organ normal development under environmental stress, and also will provide theoretical guidance for the prevention and treatment of congenital diseases associated with organ left-right asymmetry defect.
本项目前期发现斑马鱼dnase1l1在DFCs中高表达,在环境压力而非正常发育环境下其功能敲降导致DFCs减少、KV/纤毛发育及器官左右不对称建成受损,因此我们推测在环境压力下,dnase1l1可能通过促进凋亡DFCs正常凋亡以诱导非凋亡DFCs增殖来维持DFCs数量稳态,调控器官左右不对称模式建成。在项目的支持下,我们成功构建了Dnase1l1突变体,发现突变体胚胎在双氧水和DNA复制压力下时的确表现出器官左右不对称模式建成缺陷,而在正常发育条件下表现不明显。在细胞和信号通路层面上,我们发现该基因的突变在轻微压力作用下导致DFCs细胞数量减少、增殖减慢、凋亡无明显变化、KV泡变小且纤毛发育受到影响,同时下游左侧不对称nodal信号表达模式受到影响。在机制上,dnase1l1突变时wnt8a等分子表达升高,mcm5等细胞周期因子、cdon等癌相关蛋白表达降低。我们的数据进一步表明wnt8a仅仅部分介导了Dnase1l1在环境压力下对左右不对称发生的正确调控。我们也证实虽然cdon本身不介导dnase1l1在此过程的调控作用,但是cdon本身的缺失将直接导致器官左右不对称模式建成的发生(见已发表研究成果)。因此,在胚胎发育过程中,Dnase1l1对器官左右不对称模式建成的调控不是由一种单一的机制介导的,后续需要更为深入的研究。在本项目核心研究内容的基础上,我们也发现器官左右不对称模式建成对温度压力极为敏感(见已发表研究成果),且dnase1l1下游基因mcm5过表达抑制cxcr4a的表达导致内胚层前体细胞迁移受阻,继而导致双肝脏发生(见已发表成果)。同时我们发现mcm5基因的突变导致非成熟T细胞快速死亡,其原因是mcm5突变同时导致了DNA复制受损和stat1-bcl2通路的下调(见已发表研究成果)。总之,本项目较顺利的完成了原定科学问题的研究,且对研究内容进行了实质性的拓展且取得较好的研究成果。
RA下游因子Aplnra/b在斑马鱼器官左右不对称模式建成中的时空调控作用及机制研究
  • 批准号:
    31470080
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    黄四洲
  • 依托单位:
MCM5在后脑面部运动神经元发育中的作用及调控机制研究
  • 批准号:
    31201092
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    黄四洲
  • 依托单位:
国内基金
海外基金