MESP2在心脏发育及先天性心脏病发生中作用机制的研究

批准号:
81670285
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
孙锟
依托单位:
学科分类:
H0203.先天性心脏病
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈笋、徐月娟、孙晶、蒋学超、蒲田、张尔格、洪楠超
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中文摘要
先天性心脏病居出生缺陷首位,其发生机制尚远未阐明。MESP家族在胚胎发育过程中起重要作用,MESP1是心脏祖细胞最早的标记基因,调控生心区细胞迁移和分化;MESP2研究主要集中于体节发育。既往研究提示MESP2在心脏发育中起重要作用,但其作用机制未明确。本课题组前期研究显示MESP2在人类胚胎心脏发育过程中表达,能够反式激活NKX2.5的表达;先心病患儿中发现2例MESP2基因有害突变,突变体蛋白对NKX2.5启动子及其内源性表达的激活作用减弱。为进一步阐明MESP2在心脏发育及先心病发生中的作用,本课题首先筛查先心病中MESP2突变,分析突变对蛋白功能的影响;并建立MESP2基因敲除及突变敲入小鼠模型,分析野生型及突变型MESP2蛋白在心脏发育及先心病发生中的作用机制,并探索其与MESP1之间的相互作用。本研究将加深对心脏发育和先心病发生机制的认识,为先心病的早期诊断和治疗提供基础。
英文摘要
Congenital heart disease (CHD) is one of the most seriously endangering congenital defects, the molecular mechanisms of which still need further elucidation. The MESP family genes are among the most inspiring transcription factors to play vital roles in embryonic development. Mesp1 is the earliest molecular marker expressed in the heart precursor cells, acting as a master regulator of multipotent cardiovascular progenitor cells migration and specification. And Mesp2 has been reported to play a major role on embryonic somitogenesis. Although a subset of previous studies have pointed that MESP2 may be essential in embryonic heart development, convincing evidence was still needed. In preliminary experiments, we identified the relatively high expression of MESP2 in human embryonic heart. Over-expressed MESP2 could activate the endogenous NKX2.5 expression in 293T cells just as MESP1. Meanwhile, two loss-of-function mutations of MESP2 were found in our CHD patients resulting in the repression of trans-activation on NKX2.5 endogenous expression. To further illustrate the regulatory role and mechanisms of MESP2 in heart development, the following experiments will be performed: (1) MESP2 mutation identification in more CHD patients and functional analysis of mutated proteins; (2) the establishment of MESP2 knock-out and mutation knock-in animal models to identify the regulation mechanisms of wild-type and mutant MESP2 proteins in heart development, as well as MESP2-MESP1 interaction. This study is expected to not only intensify our understanding of gene regulatory mechanisms underlying heart development and CHD pathogenesis, but also provide evidences for early diagnosis, genetic counseling and treatment for congenital heart disease.
本课题对601名CTD患儿进行MESP2靶向基因测序,发现了4个可能致病的变异,这些变异在400名健康对照中并未检出。通过RT-qPCR、免疫荧光和免疫组化,我们首先证明了MESP2 / Mesp2在不同发育阶段的人和小鼠胚胎的OFT中表达。通过在HEK 293T、HL-1、JoMa1和原代胚胎神经嵴细胞上的一系列体外功能实验,我们发现G116R,Y307X和Q20L变异蛋白对MESP2下游靶基因MYOCD、GATA4、NKX2.5和CFC1转录激活的调节功能出现异常,并通过上调p21cip1或下调Cdk4来抑制CNCC增殖。因此,我们认为MESP2变异c.346G>C (p.G116R)、c.921C>G (p.Y307X) 和c.59A>T (p.Q20L)可能是CTD的致病原因。基于MESP2在早期心脏发育中的重要性以及变异对MESP2功能的影响,本次研究发现了在OFT发育过程中以MESP2为中心的调节网络,为CTD病因学的阐明提供了新的思路。此外,新致病变异的发现也将为遗传咨询和诊断提供一定的依据。
期刊论文列表
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专利列表
Next-generation sequencing identifies novel genes with rare variants in total anomalous pulmonary venous connection.
下一代测序鉴定出肺静脉连接异常中具有罕见变异的新基因
DOI:10.1016/j.ebiom.2018.11.008
发表时间:2018-12
期刊:EBioMedicine
影响因子:11.1
作者:Shi X;Huang T;Wang J;Liang Y;Gu C;Xu Y;Sun J;Lu Y;Sun K;Chen S;Yu Y
通讯作者:Yu Y
Targeted sequencing identifies novel GATA6 variants in a large cohort of patients with conotruncal heart defects
靶向测序在一大群圆锥动脉干心脏缺陷患者中发现了新的 GATA6 变异
DOI:10.1016/j.gene.2017.10.083
发表时间:2018
期刊:Gene
影响因子:3.5
作者:Zhang Erge;Hong Nanchao;Chen Sun;Fu Qihua;Li Fen;Yu Yu;Sun Kun
通讯作者:Sun Kun
Identification of Rare Copy Number Variants Associated With Pulmonary Atresia With Ventricular Septal Defect
与室间隔缺损肺闭锁相关的罕见拷贝数变异的鉴定
DOI:10.3389/fgene.2019.00015
发表时间:2019-01
期刊:Frontiers in Genetics
影响因子:3.7
作者:Xie Huilin;Hong Nanchao;Zhang Erge;Li Fen;Sun Kun;Yu Yu
通讯作者:Yu Yu
Dynamic transcriptome profiling toward understanding the development of the human embryonic heart during different Carnegie stages
动态转录组分析有助于了解人类胚胎心脏在不同卡内基阶段的发育
DOI:10.1002/1873-3468.13930
发表时间:2020-10-12
期刊:FEBS LETTERS
影响因子:3.5
作者:Meng,Zhuo;Wang,Jian;Sun,Kun
通讯作者:Sun,Kun
Novel mutations of the SRF gene in Chinese sporadic conotruncal heart defect patients
中国散发性圆锥干心脏缺陷患者SRF基因的新突变
DOI:10.1186/s12881-020-01032-y
发表时间:2019-08
期刊:BMC Medical Genetics
影响因子:--
作者:Xu Mengmeng;Xu Yuejuan;Chen Sun;Lu Yanan;Li Fen;Sun Kun
通讯作者:Sun Kun
小分子多肽ELABELA表达异常导致心脏圆锥动脉干畸形的机制研究
- 批准号:82130015
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:292万元
- 批准年份:2021
- 负责人:孙锟
- 依托单位:
成长性狭窄血管在新型生物可吸收支架植入后血管重塑及其机制的实验研究
- 批准号:81070134
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:33.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:孙锟
- 依托单位:
婴幼儿先天性心脏病生物可吸收型血管支架的实验研究
- 批准号:30772349
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:32.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:孙锟
- 依托单位:
婴儿复杂型先心病无创心内三维虚拟现实诊断方法研究
- 批准号:30371497
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2003
- 负责人:孙锟
- 依托单位:
先心病二尖瓣装置三维运动跟踪分析及其临床意义研究
- 批准号:30170264
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:18.0万元
- 批准年份:2001
- 负责人:孙锟
- 依托单位:
婴儿复杂型先心病无创电子活体解剖诊断新方法研究
- 批准号:39700152
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:10.0万元
- 批准年份:1997
- 负责人:孙锟
- 依托单位:
国内基金
海外基金
