课题基金 / 基金详情

心脏流出道发育过程中的细胞命运转变及其调控机制

批准号:
31930029
项目类别:
重点项目
资助金额:
303.0 万元
负责人:
杨中州
依托单位:
学科分类:
组织器官发育及体外构建
结题年份:
2024
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨中州

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
心脏流出道的发育过程包括形态发生和分隔发育。形态发生导致流出道扩展生长,为分隔发育建立基础,之后单一管道的流出道分隔成为主动脉和肺动脉根部,促进体循环和肺循环的建立。因此,流出道的形态发生和分隔发育对心血管发育和出生后存活至关重要。目前已知第二心场祖细胞在流出道发育过程中发挥关键作用:1. 贡献于流出道形态发生;2. 指导分隔发育。但其中的调控机制不甚明了。 我们围绕上述两个过程开展了系统性的研究工作,发现两种新的细胞命运转变形式:1. 第二心场祖细胞通过间充质到上皮转变(MET)贡献于流出道形态发生;2. 第二心场祖细胞来源的流出道心肌细胞可以转分化成为流出道内膜垫间充质细胞,参与分隔发育。以上两个细胞命运转变过程分别受Hand2及Baf155调控。在本申请中我们将对其中的调控机制进行深入探讨,阐述流出道发育过程中细胞命运转变的调控机理,开拓性地认识与理解胚胎时期的组织器官发育。
英文摘要
Cardiac outflow tract (OFT) development involves morphogenesis and septation. Morphogenic process results in OFT expansion growth that establishes the foundation for septation. OFT septation divides the single-tubular OFT into the roots of aorta and pulmonary artery, which facilitates the completion of systemic and pulmonary circulation. Therefore, OFT morphogenesis and septation is critical to cardiovascular development and post-natal survival. Currently, it is known that the second heart field (SHF) progenitors play a key role in OFT development: 1. Contribution to OFT morphogenesis; 2. Regulating OFT septation. Nonetheless, the underlying mechanisms are elusive. We have systematically investigated OFT morphogenesis and septation, and identified two types of cell fate transition: 1. The SHF progenitors contribute to OFT morphogenesis through mesenchymal to epithelial transition (MET); 2. The SHF-derived OFT cardiomyocytes can trans-differentiate into OFT cushion mesenchymal cells to control septation. The above mentioned two developmental processes are regulated by Hand2 and Baf155, respectively. In this proposal, we plan to make further detailed investigation of the regulatory mechanisms to uncover cell fate transition during OFT development. Results from this study will provide new insights for understanding organogenesis.
背景:心脏流出道将左右心室与大动脉联系起来,流出道分隔发育产生主动脉与肺动脉根部和动脉瓣膜,开口于左右心室。流出道分隔发育异常会导致圆锥动脉干畸形--一类复杂严重的心脏发育缺陷。第二心场祖细胞在流出道发育过程中发挥重要的作用,但其命运决定与转变及其中的调控机制尚不完全明了,对这些问题进行研究将推动心脏发育生物学的进展,帮助理解复杂严重的先天性心脏病的发生机制,为预防和治疗打下理论基础。主要研究内容:利用小鼠模型,围绕心脏流出道形态发生(上皮形成及细胞迁移)与分隔发育(分隔成为主动脉及肺动脉根部),重点关注第二心场(一群心脏祖细胞)的细胞命运决定与转变,阐述调控机制。重要结果及关键数据:1.阐述了重要信号通路Wnt-beta-catenin、Shh-Smo、BMP4、FGF8对流出道分隔及分隔过程中细胞命运决定的调控作用;2.揭示了关键转录因子Nkx2-5、Hand2、SRF、Tbx20在流出道发育中的作用及对细胞命运转变的调控作用;3. 阐明了表观调控因子BAF155在流出道分隔发育中的调控机制;4.发现线粒体代谢产物对心脏发育(包括流出道发育)的调控作用。此外,还初步阐述了第二心场祖细胞来源细胞与神经嵴细胞来源细胞之间的相互作用。科学意义:系统地阐述了流出道分隔发育过程中的细胞生物学变化及分子调控机制,获得了重要的新发现,促进了理解复杂严重的先天性心脏病的发生原因与机制,具有临床应用意义。
mTORC2介导的内质网-线粒体互作在心脏发育过程中的作用及调控机制
  • 批准号:
    91854111
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    99.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    杨中州
  • 依托单位:
RNA结合蛋白RHAU调控心脏发育的机制研究
  • 批准号:
    31571490
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    杨中州
  • 依托单位:
染色质重塑复合物在心脏祖细胞发育过程中的作用和机制
  • 批准号:
    91519312
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    75.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    杨中州
  • 依托单位:
小鼠心脏原基的形成及发育机制研究
  • 批准号:
    31130037
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    310.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    杨中州
  • 依托单位:
国内基金
海外基金