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E3连接酶-Trim26通过泛素化H2A介导的p16和p21调控造血干细胞衰老的研究
结题报告
批准号:
91849128
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
50.0 万元
负责人:
刁道君
依托单位:
学科分类:
H0801.造血、造血调控与造血微环境
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
石珍灿、张凯、赵亚楠
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中文摘要
越来越多的研究表明人体器官衰老与干细胞衰老密切相关,成体干细胞的功能异常和数量下降可能是人类衰老的重要原因之一。造血干细胞是一类研究比较成熟的成体干细胞,然而有关造血干细胞衰老的分子机制仍旧不清楚。蛋白泛素化在肿瘤和炎症领域被研究得较多,它与肿瘤、心血管等疾病的发病密切相关, 然而蛋白泛素化在造血干细胞衰老中的作用还有待研究。泛素化E3连接酶是调控蛋白泛素化的酶,它会影响到组蛋白H2A泛素化,以及衰老基因的表达,然而具体的调控关系还不是很清楚。Trim26是E3连接酶,它可以抑制干扰素-β的产生和抗病毒反应、影响诱导性多功能干细胞(iPSCs)的重编程以及DNA损伤反应。本项目是通过利用Trim26敲除小鼠,探索E3连接酶-Trim26、 组蛋白H2A泛素化及造血干细胞衰老之间的关系,在组蛋白泛素化层面,找到抑制造血干细胞衰老的靶点。同时可以扩展到抑制小鼠及人的成纤维细胞衰老。
英文摘要
More and more studies have shown that the stem cell aging is closely related to human organ aging. The abnormal function and decreased number of adult stem cells might be one of the important reasons for human aging. Hematopoietic stem cells are a relatively very studied adult stem cell, but the molecular mechanisms of hematopoietic stem cells aging remain unclear. Protein ubiquitination has been very studied in the field of tumors and inflammation. It is closely related to the pathogenesis of tumors and cardiovascular diseases. However, the role of protein ubiquitination in the aging of hematopoietic stem cells remains to be studied. Ubiquityl E3 ligases are one of the enzyme which can affect the ubiquitination of proteins. E3 ligase affects the ubiquitination of histone H2A and the expression of aging related genes. However, the exact regulatory pathway is not well understood. Trim26 is a E3 ligase that inhibits interferon-beta production and antiviral responses, affects reprogramming of induced pluripotent stem cells (iPSCs), and DNA damage responses. In this project, we want to explore the relationship between E3 ligase-Trim26, histone H2A ubiquitination and hematopoietic stem cell aging by using Trim26 knockout mice, and find a target for inhibiting hematopoietic stem cell aging at the level of histone ubiquitination. At the same time, it can be extended to inhibit mouse and human fibroblast senescence.
人口老龄化以及其伴随的衰老相关疾病会引发一系列医疗和社会问题,制约经济和社会的发展进步。血液系统老化会伴随着机体免疫系统功能减退 (其中包括 T 、B 淋巴细胞功能显著下降)、骨髓衰竭、贫血、白血病和骨髓增生综合征等衰老相关疾病。造血干细胞衰老是血液系统老化的主要动力,通常造血干细胞的过度增殖会引起其衰老,主要表现为明显的自我增殖和分化功能的异常。 蛋白泛素化在肿瘤和炎症领域被研究得较多,它与肿瘤、心血管等疾病的发病密切相关,因而可作为研究、开发新药物的靶点。 本项目主要通过研究泛素化E3连接酶Trim26与造血干细胞衰老的关系,了解造血干细胞衰老过程中组蛋白泛素化的变化,从而找到抗衰老的蛋白泛素化调控靶点。实验结果显示:TRIM26敲除导致造血干、祖细胞LSK的绝对数目和百分比显著减少。在TRIM26敲除小鼠中,祖细胞LK细胞和多功能祖细胞(如GMP、CMP和MEP)的数目明显增加。TRIM26缺乏导致造血干细胞自我更新能力减弱,单克隆形成试验、5-FU给药处理和小鼠体内干细胞竞争性移植实验的结果都显示:TRIM26基因的缺失抑制了HSC干细胞的增殖,也导致了HSC自我更新能力的下降。我们研究还发现,TRIM26可以作为ubH2A的E3连接酶,调控ubH2A(lys-119位点)的单泛素化水平;在TRIM26敲除细胞中,ubH2A(lys-119位点)的单泛素化水平显著降低。TRIM26与PRC2复合物一起起作用,同时TRIM26缺失上调衰老相关基因p16和p21的表达。随着年龄增长,TRIM26敲除小鼠骨髓中的成熟细胞T和B细胞显著增加,而髓细胞Myeloid减少。同时,在X-射线辐照引起的造血干细胞衰老模型中,TRIM26敲除能够导致外周血中B细胞比例升高,Myeloid细胞比例降低。总之,TRIM26缺失抑制了造血干细胞的增殖和自我更新,同时也抑制了造血干细胞的衰老。 因此,抑制TRIM26可以用于抵抗造血干细胞衰老。
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
内质网应激蛋白CHOP调控造血干细胞功能及衰老的研究
  • 批准号:
    2020A1515010454
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    刁道君
  • 依托单位:
E3连接酶-TRIM31通过CDK8泛素化降解调控造血干细胞稳态维持、衰老及白血病的研究
  • 批准号:
    81970096
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    刁道君
  • 依托单位:
国内基金
海外基金