基因组微缺失病人特异性iPSCs基因修饰及其表型效应研究

批准号:
31571313
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
梁德生
依托单位:
学科分类:
C0607.基因组学
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
周妙金、王延迟、冯劢、胡志青、周桃、邱力妍、蒙庆团
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中文摘要
微缺失/微重复综合征是由于基因组重排导致DNA片段的缺失/重复,即拷贝数变异,而引起临床表型的基因组疾病,因涉及多个基因和调控序列,其发病机制复杂,迄今缺乏可行的研究手段。本研究以一个携带新发微缺失的特殊病例——存在A和B基因单拷贝缺失巨脑回畸形患者为研究对象,利用病人特异性诱导多潜能干细胞(iPSCs)为疾病细胞模型,通过联合TALENs,以微同源介导的末端连接(MMEJ)方式进行A、B基因的原位添加,实现目的基因修复;同时联合CRISPR/Cas9与ssODN对正常人iPSCs行A或B基因敲除,获得目的基因缺失的iPSCs。对基因编辑前后的iPSCs进行体外神经分化,在各特殊分化时期进行转录组分析,检测神经移行和神经发育相关基因的表达情况,构建动态基因调控网络,以研究A、B基因在巨脑回畸形发生过程中的作用,并发现其可能潜在的调控机制,为基因组疾病的“基因型-表型关系”研究提供新的途径。
英文摘要
Microdeletion/microduplication syndromes are genomic disorders that result from the loss or gain of DNA material, which is caused by genomic recombination and refers to copy number variations (CNVs). Because CNVs usually involve more than one gene and/or regulatory sequence and are responsible for complex phenotypes, the underlying pathogenesis are mostly unknown. This proposal focuses on a rare case with pachygria and a de novo heterozygous microdeletion harboring only gene A and B. Having prepared the patient-specific iPSCs (induced pluripotent stem cells) for a disease model, we try to add gene A and B in situ via MMEJ (microhomology-mediated end-joining) using TALENs (Transcription activator-like effector nucleases). Meanwhile, we try to knock out gene A and/or B in normal control iPSCs by using CRISPR/Cas9 and ssODNs. Then the patient’s iPSCs and normal iPSCs with or without gene editing will be respectively differentiated to neurons in vitro. The differential transcriptome will be analyzed at specific differentiation periods to test the expression of genes correlated with neuronal migration and development, characterizing the dynamic gene regulation network and the effects of gene A and B on the pathogenesis of pachygria, which would provide a hopeful tool to explore the potential mechanisms underlying the genotype-phenotype correlation of genomic disorders..
巨脑回畸形是由于神经元迁移异常引起的大脑皮质发育畸形,本室收集了一例典型巨脑回畸形病人,该病人携带STXBP6和NOVA1的杂合缺失突变。已有研究发现表明敲低Nova1,不影响小鼠的神经元迁移。因而在本研究中,我们成功构建了Stxbp6敲除的小鼠,对模型小鼠的大脑皮层厚度和大脑皮层分层结构进行分析,未发现Stxbp6敲除小鼠大脑皮层异常,RNA-Seq分析未发现影响神经元增殖分化和神经元迁移相关的基因和信号通路。随着干细胞技术和3D培养技术的发展,类脑器官的出现为神经系统疾病的研究提供了一个新的模型,因此我们利用CRISPR/Cas9技术在H9细胞中同时敲除STXBP6和NOVA1,并将其分化为类脑器官,重现人大脑皮层发育过程中STXBP6和NOVA1的影响。
期刊论文列表
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Ectopic expression of factor VIII in MSCs and hepatocytes derived from rDNA targeted hESCs.
rDNA 靶向 hESC 衍生的 MSC 和肝细胞中因子 VIII 的异位表达。
DOI:10.1016/j.cca.2018.08.007
发表时间:2018
期刊:Clinica Chimica Acta
影响因子:5
作者:Sun Qianru;Liu Xionghao;Wu Yong;Niu Wenbin;Long Panpan;Liu Jing;Lei Ming;Hu Youjin;Wu Lingqian;Li Zhuo;Liang Desheng
通讯作者:Liang Desheng
Targeting of the human F8 at the multicopy rDNA locus in Hemophilia a patient-derived iPSCs using TALENickases
使用 TALENickase 将人类 F8 靶向血友病患者来源的 iPSC 中的多拷贝 rDNA 基因座。
DOI:10.1016/j.bbrc.2016.02.083
发表时间:2016-03-25
期刊:BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS
影响因子:3.1
作者:Pang, Jialun;Wu, Yong;Liang, Desheng
通讯作者:Liang, Desheng
ssODN-Mediated In-Frame Deletion with CRISPR/Cas9 Restores FVIII Function in Hemophilia A-Patient-Derived iPSCs and ECs
ssODN 介导的 CRISPR/Cas9 框内删除可恢复 A 型血友病患者衍生的 iPSC 和 EC 中的 FVIII 功能
DOI:10.1016/j.omtn.2019.05.019
发表时间:2019-09-06
期刊:MOLECULAR THERAPY-NUCLEIC ACIDS
影响因子:8.8
作者:Hu, Zhiqing;Zhou, Miaojin;Liang, Desheng
通讯作者:Liang, Desheng
Generation of reporter hESCs by targeting EGFP at the CD144 locus to facilitate the endothelial differentiation
通过将 EGFP 靶向 CD144 位点来生成报告 hESC,以促进内皮分化
DOI:10.1111/dgd.12433
发表时间:2018-05
期刊:Development Growth and Differentiation
影响因子:2.5
作者:Hu Zhiqing;Wu Yong;Zhou Miaojin;Wang Xiaolin;Pang Jialun;Li Zhuo;Feng Mai;Wang Yanchi;Hu Qian;Zhao Junya;Liu Xionghao;Wu Lingqian;Liang Desheng;Wu LQ;Liang DS
通讯作者:Liang DS
De Novo Mutations of CCNK Cause a Syndromic Neurodevelopmental Disorder with Distinctive Facial Dysmorphism
CCNK 的从头突变导致综合征性神经发育障碍,伴有独特的面部畸形
DOI:10.1016/j.ajhg.2018.07.019
发表时间:2018-09-06
期刊:AMERICAN JOURNAL OF HUMAN GENETICS
影响因子:9.8
作者:Fan, Yanjie;Yin, Wu;Yu, Yongguo
通讯作者:Yu, Yongguo
先天性甲状腺功能减退症DUOX2/TG双基因遗传致病机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:52万元
- 批准年份:2022
- 负责人:梁德生
- 依托单位:
血友病A病人诱导多能干细胞rDNA区F8基因打靶及其巨核-血小板分化治疗研究
- 批准号:81770200
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:梁德生
- 依托单位:
利用TALEN技术建立高效的iPSCs核糖体基因区打靶体系并应用于DMD的自体化基因治疗研究
- 批准号:81271944
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:70.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:梁德生
- 依托单位:
外源基因定点靶入人胚胎干细胞技术的建立
- 批准号:31071301
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:33.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:梁德生
- 依托单位:
非病毒诱导多能干细胞作为核糖体区打靶载体靶细胞及其在血友病A基因治疗中的应用
- 批准号:30971298
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:8.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:梁德生
- 依托单位:
国内基金
海外基金
