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FGFR3突变(G382D)介导细胞自噬在软骨细胞功能及其在软骨发育低下中的作用机制研究

批准号:
82103859
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
陈晶
依托单位:
学科分类:
妇幼保健
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈晶

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
成纤维细胞生长因子受体3(FGFR3)突变是导致软骨发育不全综合征(CHD)的重要因素。然而FGFR3突变激活下游信号通路致CHD的分子机制未完全阐明。课题组已收集40个CHD家系,并在国际上首次揭示FGFR3突变(G382D)可引起软骨发育低下(HCH)。我们前期研究发现携带G382D突变的软骨细胞ATDC5中,MEK/ERK信号通路被激活而细胞自噬受阻,提示FGFR3突变可能经MEK/ERK信号通路抑制细胞自噬而导致HCH。为验证该假设,本项目拟研究G382D突变对软骨细胞增殖分化和凋亡的影响,并通过CRISPR-Cas9技术构建FGFR3基因定点突变小鼠模型,首次将该突变引入小鼠,通过蛋白组学分析,识别FGFR3下游新型效应分子,从细胞自噬这一全新角度,在分子、细胞和动物三个水平,体外和体内结合,明确FGFR3在骨生长中的作用及其调控途径和关键分子,为制订HCH防治策略提供新思路。
英文摘要
Fibroblast growth factor receptor 3 (FGFR3) is an important gene responsible for chondrodysplasia syndrome (CHD). However, the molecular mechanism by which FGFR3 mutation activates the downstream signaling pathway leading to CHD has not been fully elucidated. We have collected 40 CHD pedigrees and have shown for the first time that FGFR3 mutation (G382D) can cause hypochondroplasia (HCH). Our previous study found that in chondrocytes ATDC5 carrying G382D mutation, MEK/ERK signaling pathway was activated and autophagy was blocked. It is suggested that FGFR3 mutation may inhibit autophagy through MEK/ERK signaling pathway and lead to HCH. To test this hypothesis, this project intends to study the effects of FGFR3 mutation (G382D) on chondrocyte proliferation, differentiation and apoptosis; and firstly introduce the mutation into the mice by generating a mouse model carrying a defined point mutation of FGFR3 via CRISPR-Cas9 system, and identify novel effector molecules downstream of FGFR3 through proteomic analysis. From the perspective of autophagy, this study will clarify the role of FGFR3 in bone growth and its regulatory pathways and key molecules at the molecular, cellular and animal levels, and further provide new evidence for HCH prevention and treatment strategies.
背景:软骨发育不良(HCH)是一种与成纤维细胞生长因子受体3(FGFR3)基因突变相关的常见侏儒症形式,这种突变会导致错义改变。我们之前首次报道,具有阳性家族史的FGFR3(G382D)功能获得型变异是HCH的一个新病因。然而,FGFR3在HCH发病机制中的确切作用仍不清楚。我们通过CRISPR/Cas9技术建立了Fgfr3突变小鼠模型,并进行了蛋白质组学研究,以探讨HCH的分子机制和治疗靶点。.方法:我们使用X光片和微型计算机断层扫描(micro-CT)来分析Fgfr3突变小鼠的骨骼特异性表型。免疫荧光、西方印迹和流式细胞术系统评估潜在的机制和治疗靶点。.结果:研究发现,Fgfr3(V376D)突变小鼠表现出骨骼特异性表型,其四肢骨骼对称性缩短,部分与HCH患者的侏儒症表型相似。我们证明,突变激活的FGFR3通过抑制软骨细胞自噬,促进热休克蛋白B6(HSPB6)介导的铜死亡,这一现象在体内外均有发现。此外,我们还发现FGFR3(G382D)突变会导致ERK信号通路增强、Drp1介导的线粒体分裂增加以及铜死亡相关蛋白铁氧还蛋白1(FDX1)上调。通过遗传和药理学方法抑制HSPB6-ERK-Drp1-FDX1轴可以部分缓解FGFR3突变体的表型。.结论:我们的研究首次利用小鼠和细胞模型提供了FGFR3(G382D)功能获得型突变的致病性证据,并强调了针对HSPB6-ERK-Drp1-FDX1轴作为HCH潜在治疗策略的重要性。
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